Troubles respiratoires

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Souris : 1390
Souffrances
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Devenir
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 1390

1 390 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance modérés à sévères. Une fibrose pulmonaire ou cutanée leur est provoquée, puis elles reçoivent des injections répétées, dont une quotidienne pendant 28 jours, et des gavages, pour tester des inhibiteurs des protéines HSPB1 et HSPB5. Le porteur annonce une perte de poids et une baisse de la capacité respiratoire, applique une pommade anesthésiante avant les injections douloureuses et prélève les poumons après mise à mort. Il juge l'expérimentation in vivo "indispensable" faute de reproduire la complexité du tissu pulmonaire, les nouvelles stratégies thérapeutiques restant à mettre en évidence.

Objectifs

La fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) est une maladie extrêmement grave associée à la destruction de la structure des poumons, par accumulation de collagène. C’est une maladie rare avec une prévalence de 10 à 20 cas pour 100 000. Elle conduit à une insuffisance respiratoire et au décès avec une médiane de survie de 2 à 6 ans après diagnostic. Il n’existe actuellement aucun traitement médicamenteux efficace. Seuls le Nintedanib (NTD) et la Pirfenidone (PFD) sont utilisés mais ne font que ralentir la pathologie. La fibrose pulmonaire est la conséquence d’une cicatrisation exagérée du tissu pulmonaire suite à une lésion, ce qui stimule une production excessive de collagène qui s’accumule et encombre les alvéoles pulmonaires. Cette fibrose peut être idiopathique (sans cause identifiée) ou bien survenir progressivement en conséquence d’une autre pathologie auto-immune comme par exemple une pathologie qui touche la peau, et qui est aussi associée à un dépôt excessif de collagène, la sclérodermie (SSc-ILD). Ces fibroses progressives secondaires sont tout aussi graves que la fibrose idiopathique et l’efficacité de la pirfénidone (PFD) et du nintédanib (NTD) dans ces cas tout aussi modeste. Notre équipe a pu montrer que plusieurs médiateurs endogènes, dits protéines de choc thermique (HSP), telles que HSPB1, HSPB5 sont impliquées dans le développement de la fibrose pulmonaire. On les retrouve en grande quantité dans le tissu pulmonaire des patients atteints de cette maladie et celui des souris rendues fibreuses dans les modèles murins de FPI. Nous avons précédemment mis en évidence l’efficacité de molécules qui inhibent HSPB1 et d’HSPB5 à limiter le développement de la fibrose dans des modèles de fibrose pulmonaire chez la souris. Notre objectif actuel est de poursuivre l’évaluation de l’efficacité de nos inhibiteurs d’HSPB1 et d’HSPB5, seuls ou associés aux traitements conventionnellement utilisés actuellement pour traiter les patients, la pirfénidone et le nintédanib. Nous testerons ces traitements sur un modèle de fibrose pulmonaire idiopathique et sur 1 modèle de fibrose pulmonaire secondaire à la sclérodermie induite chez le rongeur. Ces expérimentations nous l’espérons permettront de mieux caractériser l’intérêt de poursuivre le développement de ces molécules pour traiter la fibrose pulmonaire.

Bénéfices attendus

La fibrose pulmonaire idiopathique ou progressive et secondaire à une autre pathologie systémique est un processus pathologique létal, pour lequel il n’existe actuellement aucun traitement pharmacologique curatif efficace. Ces expériences permettront de mettre en évidence de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant HSPB1 et HSPB5.

Procédures

Les animaux seront soumis à : - Injection intratrachéale : une seule fois sur souris préalablement anesthésiées. Durée moyenne : 30 secondes - Injection sous-cutanée : quotidiennement en vigile durant 28 ou 42 jours. Durée moyenne : 5 secondes. - Injection intrapéritonéale : quotidiennement en vigile durant 14 ou 18 ou 31 jours. Durée moyenne : 4 secondes. - Injection intraveineuse : tous les deux jours en vigile avec un total de 8 ou 9 ou 16 injections. Durée moyenne : 2 minutes - Gavage : quotidiennement en vigile durant 14 ou 18 ou 31 jours. Durée moyenne : 1 minutes.

Impact sur les animaux

- Injections intra-trachéales : Celle-ci se dérouleront sous anesthésie générale (inhalation d’isoflurane). Nous avons l’expérience, il s’agit d’un geste invasif mais non traumatisant car rapide et n’entrainant pas de lésions tissulaires. Les animaux tout au plus présentent une toux transitoire, avant de retrouver une activité normale. - Injections intrapéritonéales et sous-cutanée : L’injection en elle-même est associée à un inconfort léger lié à la perforation de la peau et à la contention. - Injections intraveineuses et gavages : Seule la contention liée à la procédure d’injection est susceptible de provoquer un inconfort chez les animaux. - Rasage : Cette étape se réalise sous anesthésie générale (inhalation d’isoflurane). - Induction de la FPI : Les symptômes pouvant être observés sont ceux associés à la maladie (diminution de la capacité respiratoire) ou à l’exposition à des adénovirus (phase d’inflammation durant les trois jours post-injection). Les animaux perdent du poids classiquement lors de la première phase d’induction de la maladie.

Devenir

A la fin de chaque expérience ou si les points limites sont atteints, les animaux seront placés sous anesthésie générale profonde afin d’effectuer une laparotomie puis un prélèvement de sang via l’artère abdominale pour des études post mortem. Nous canulerons par la suite la trachée afin de réaliser un lavage broncho-alvéolaire (LBA) avant de récupérer les poumons pour des études post-mortem. De plus, une partie du derme au site d’injection sera récupéré pour examens histologiques.

Remplacement

Cette expérience fait suite à la mise en œuvre de tous les tests in vitro possibles pour commencer à répondre à nos questions scientifiques. Mais le tissu pulmonaire est un tissu complexe issu de différentes cellules épithéliales, fibroblastiques, mésothéliales, organisées en tissu et interagissant dans un système dynamique. La fibrose pulmonaire et cutanée sont des processus complexes dont le développement implique plusieurs processus (inflammation, remodelage tissulaire, le recrutement de cellules de l’immunité, etc…). Notre objectif est de tester les effets de traitements administrés de façon chronique. Tout ceci rend indispensable la réalisation d’expérimentations in vivo.

Réduction

Nous avons réduit le nombre d’animaux au minimum tout en respectant nos objectifs scientifiques. Le nombre d’animaux représentera le nombre minimal d’animaux permettant de produire des résultats statistiquement interprétables.

Raffinement

Une attention particulière sera apportée au bien-être des animaux. Les animaux seront hébergés dans un environnement contrôlé (lumière, température, bruit). Leur surveillance et l’entretien des cages seront réalisés par un personnel expérimenté. Ils bénéficieront d’un enrichissement du milieu de vie par des éléments creux plastiques (tunnels), et des bandelettes de papiers (permettant leur isolement dans la cage). De plus, ils bénéficieront depuis 7 jours avant le début du protocole et pendant toute sa durée, d’une alimentation enrichie sous forme d’aliments gélatineux déposés sur la litière, ce qui en facilite l’accès pour limiter la perte de poids et la déshydratation qui caractérisent le modèle de FPI. Les modèles mis en œuvre seront appliqués par du personnel qualifié et entrainé. Afin de réduire la douleur, les animaux seront suivis au moyen d’une échelle d’évaluation de la douleur. Les points limites fixés nous permettront de décider de la mise à mort des animaux si nécessaire. Afin de limiter l’inconfort de l’injection de BLM tous les jours, pendant 28 jours en s.c. dans le bas du dos, une pommade à la lidocaïne (EMLA) est appliquée 10 minutes avant chaque injection.

Choix des espèces

Nous utiliserons des souris car le processus de fibrose pulmonaire est très bien documenté dans la littérature dans cette espèce, ce qui en fait un modèle d’étude validé par la communauté scientifique. Ces souris seront âgées de 8 semaines, correspondant à un stade de développement adulte de l’animal, et à un poids suffisant. Pour minimiser la dégradation de l’état général des animaux induit par le développement de la fibrose pulmonaire, nous utiliserons des souris de poids supérieur à 21g.

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Cochons : 30
Souffrances
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Devenir
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30 cochons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont infectés par un virus de la grippe porcine par voie trachéale puis, pour certains, par un second virus respiratoire par voie nasale, ce qui provoque fièvre, baisse d'appétit et troubles respiratoires, avant leur mise à mort pour prélever les poumons. L'étude porte sur l'effet de la grippe sur les cellules immunitaires pulmonaires, avec une visée d'élevage et un rapprochement annoncé avec la grippe humaine. Le porteur reconnaît l'existence de modèles in vitro mais les juge trop éloignés de "l'environnement pulmonaire complet".

Objectifs

En élevage porcin, les problèmes respiratoires sont responsables de pertes économiques importantes. Ces troubles sont fréquemment dus à une association d’agents pathogènes et sont alors rassemblés sous le nom de « Complexe Respiratoire Porcin ». Parmi les virus importants impliqués dans le complexe respiratoire porcin figurent les virus de la grippe porcine (swIAV) et celui du syndrome dysgénésique et respiratoire porcin (PRRSV) qui se retrouvent fréquemment associés en élevage. Pour comprendre les interactions entre ces deux virus, des expériences de co-infections ont été réalisées chez le porc. Ces études ont consisté soit à inoculer les porcs avec les deux virus en même temps ou bien à les inoculer de façon décalée en inoculant d’abord le virus PRRSV puis le virus swIAV quelques jours plus tard. Par ailleurs, la plupart des données récoltées concernent principalement les symptomes, les lésions ou bien la multiplication des virus, mais les réponses immunitaires ont été peu étudiées au niveau des poumons. Notamment, très peu de données sont disponibles sur les macrophages pulmonaires (grosses cellules immunitaires présentes dans le poumon et capables d’ingérer des particules) après infection grippale (swIAV) et/ou infection PRRSV alors que ces cellules font partie de la première ligne de défense contre les agents pathogènes et qu’elles sont la cible principale du PRRSV. Or, des études réalisées chez la souris et le singe ont montré que l’infection par le virus de la grippe pouvait diminuer le nombre de macrophages et influencer leur développement, ce qui pourrait largement influencer le devenir d’une infection ultérieure par un autre virus respiratoire. Dans ce contexte, cette étude a pour objectifs d’évaluer l’impact d’une infection grippale sur la population des macrophages pulmonaires, ainsi que sur les réponses précoces des porcs à une infection secondaire par un virus ayant pour cible ces cellules pulmonaires, à savoir le virus du PRRSV.

Bénéfices attendus

Les résultats de cette étude aideront à approfondir les connaissances sur l’immunité pulmonaire chez le porc, plus précisément sur l’impact de l’infection grippale sur les macrophages pulmonaires et sur leur rôle lors d’infections swIAV et PRRSV successives. A terme, ces résultats pourraient permettre d’imaginer de nouvelles stratégies préventives ou curatives des infections virales respiratoires chez le porc ciblant les macrophages. Par ailleurs, compte tenu des similitudes entre les infections grippales chez le porc et chez l’homme, les données récoltées au cours de ce projet pourraient également contribuer à une meilleure compréhension du rôle des macrophages au cours de l’infection grippale chez l’homme.

Procédures

Selon les groupes, les animaux recevront : - du virus grippal swIAV à J0 par voie trachéale puis du PRRSV à J7 par voie nasale (2 groupes de 5 porcs); - du swIAV uniquement à J0 par voie trachéale (1 groupe de 5 porcs); - du milieu de culture à J1 par voie trachéale puis du PRRSV à J8 par voie nasale (2 groupes de 5 porcs); - uniquement du milieu de culture à J1 par voie trachéale (1 groupe de 5 porcs) L’inoculation intra-trachéale prend environ 2 minutes alors que l’inoculation intranasale prend environ 30 secondes. Selon les lots, les porcs seront soumis à : 1/ des écouvillonnages nasaux sur animal vigile : 2 à 5 prélèvements selon les groupes Les écouvillonnages nasaux prennent environ 15 secondes par animal 2/ des prises de sang sur animal vigile : 2 à 5 prélèvements selon les groupes Les prises de sang prennent environ 15 secondes par animal

Impact sur les animaux

Suite à l’inoculation d’un virus grippal par voie trachéale, un épisode de fièvre est attendu, ne persistant guère plus de 4 jours, ainsi qu’une baisse d’appétit pendant les 3 à 4 jours suivant l’infection et des troubles respiratoires (respiration difficile, toux et éternuements) pendant la semaine suivant l’infection. En ce qui concerne l’inoculation par le PRRSV par voie nasale, les signes cliniques attendus se résument à un court épisode de fièvre modérée accompagné d’une légère baisse d’appétit. Chez les animaux co-infectés swIAV/PRRSV, on pourrait éventuellement observer une manifestation clinique légèrement supérieure à celle observée chez les animaux infectés par un seul virus.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure pour pouvoir récolter les poumons à partir desquels seront collectés les macrophages.

Remplacement

Il existe des modèles d’infection in vitro pour les virus swIAV et PRRSV. Ces modèles reposent le plus souvent sur l’infection d’un seul type cellulaire, notamment l’infection de cellules épithéliales pour le swIAV et l’infection de macrophages pour le PRRSV. Nous avons mis au point un modèle de co-culture cellulaire (cellules épithéliales + macrophages) dans lequel nous évaluons l’effet des infections simultanées ou successives par un swIAV et le PRRSV. Si ces modèles de co-culture cherchent à représenter ce qui peut se produire au niveau de l’arbre respiratoire, ils sont malheureusement encore loin de pouvoir reconstituer la grande complexité de l’environnement pulmonaire complet (manque de nombreux types cellulaires, absence de flore bactérienne, …), d’où l’intérêt d’avoir recours à une étude in vivo.

Réduction

Pour répondre aux objectifs de l’étude, il est nécessaire d’avoir 6 lots d’animaux à comparer : 2 lots inoculés au swIAV puis inoculés au PRRSV 7 jours plus tard (dont 1 mis à mort à 3 j et l’autre à 7 j post-infection PRRSV) ; 1 lot inoculé au swIAV uniquement ; 2 lots inoculés au PRRSV uniquement (dont 1 mis à mort à 3 j et l’autre à 7 j post-infection PRRSV) ; et 1 lot inoculé par du milieu de culture (témoin). Le nombre d’animaux a été déterminé de façon à pouvoir comparer statistiquement les résultats.

Raffinement

Chaque lot sera logé dans une animalerie différente contenant 2 parcs hébergeant chacun 2 ou 3 porcs. Les animaux seront élevés en groupes stables au cours de toute la durée du projet. Ils seront alimentés à volonté et auront accès à discrétion à de l’eau. Le confort thermique des animaux sera assuré par des lampes chauffantes et des plaques de couchage dans les jours qui suivent le sevrage. Ils auront accès à des jouets. Après chaque prélèvement, une récompense type grenadine sera distribuée aux animaux. Une attention particulière sera apportée au suivi clinique de chaque animal au quotidien pendant toute la durée de la procédure expérimentale. En cas d'atteinte d'un des points limites définis préalablement, les animaux seront mis à mort afin qu'ils ne souffrent pas.

Choix des espèces

Le porc est l’espèce cible du virus influenza porcins et du PRRSV. Les animaux seront sevrés à 4 semaines d’âge et inoculés à 8 semaines et demie d’âge. Cet âge correspond à la fin de la période de post-sevrage, à un moment où le système immunitaire est considéré comme mature. Dans nos conditions expérimentales, nous savons que des animaux de cet âge développent des symptômes grippaux lorsqu’ils sont inoculés par voie trachéale avec un swIAV, c’est pourquoi nous prévoyons d’inoculer les animaux à cet âge, par cette même voie.

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Moutons : 26
Souffrances
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26 moutons vont être utilisés, opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil, dans des procédures classées sans réveil. Chaque agneau est intubé, équipé de plusieurs cathéters, reçoit une lésion pulmonaire provoquée par un lavage ou une endotoxine bactérienne, puis un dispositif de compression du thorax pendant une imagerie, avant d'être tué par injection de pentobarbital pour prélever ses poumons. L'étude cherche à reproduire les bénéfices du décubitus ventral chez les patients en réanimation, dans le prolongement de la pandémie de Covid-19. Le porteur affirme qu'un "modèle grand mammifère" est "indispensable" pour se rapprocher de l'anatomie humaine.

Objectifs

La pandémie de COVID-19 a mis en lumière les contraintes physiopathologiques, techniques et logistiques associées à la prise en charge de patients présentant une détresse respiratoire aiguë. Qu’il soit d’origine infectieuse ou non, le syndrome de détresse respiratoire aigue (SDRA) nécessite, dans la majorité des cas, la mise en œuvre d’une suppléance de la fonction respiratoire impliquant une sédation pharmacologique, une intubation orotrachéale et une ventilation mécanique. Alors que cette approche permet de maintenir des échanges gazeux physiologiques, une iatrogénie propre y est associée : des lésions pulmonaires induites par la ventilation mécanique. Ces lésions sont caractérisées par l’exposition de certaines alvéoles pulmonaires à des niveaux traumatiques de distension dont l’impact sur le pronostic des patients est bien établi. La prévention de cette distribution hétérogène de l’aération alvéolaire au sein du volume pulmonaire constitue un élément clé de la prise en charge des patients de réanimation. Par exemple, en modifiant radicalement la conformation de la paroi thoracique et l’effet de la gravité sur le tissu pulmonaire, le positionnement régulier de ces patients en décubitus ventral (environ 16 heures / jour) homogénéise l’aération pulmonaire régionale, prévient les lésions induites par la ventilation mécanique, et in fine, diminue significativement la mortalité hospitalière. Néanmoins, la mobilisation de patients sédatés pour retournements bi-quotidiens implique des complications propres (mobilisation accidentelle des cathéters, hypotension artérielle, escarres de la face, complications ophtalmologiques, vomissement) et augmente nécessairement les besoins en ressources humaines. Reproduire les bénéfices associés avec le décubitus ventral en maintenant les patients en position dorsale représente une cible thérapeutique solidement justifiée par les concepts physiopathologiques et dont l’impact pourrait être majeur sur les plans clinique et médico-économique. Les objectifs de ce travail de recherche sont double : 1) Déterminer l’effet d’une constriction thoracique externe sur la distribution régionale de l’aération pulmonaire et du strain alvéolaire lorsque des niveaux de pression des voies aériennes, couramment utilisés en clinique, sont appliqués. 2) Décrire la déformation induite par la constriction thoracique externe sur la morphologie et les caractéristiques biomécaniques de la paroi thoracique.

Bénéfices attendus

Cette étude expérimentale comparative permettra d'obtenir une décription exhaustive de l’impact régional (à l’échelle du voxel et sur l’ensemble du volume pulmonaire) de la constriction thoracique externe sur l’aération pulmonaire régionale. Des résultats en faveur d’une homogénéisation de l’aération pulmonaire régionale permettraient d’envisager le développement d’un dispositif médical de constriction thoracique externe chez l’Homme en vue d’une évaluation clinique avec pour objectif de reproduire les effets du décubitus ventral mais en maintenant les patients sur le dos ; et ainsi d’améliorer le pronostic des patients placés sous ventilation mécanique en réanimation.

Procédures

Mise en place d’une voie veineuse périphérique sous contention manuelle douce. Induction intraveineuse de l’anesthésie générale qui sera maintenue jusqu’à la fin de l’expérimentation et la mise à mort. Mise en place d’une sonde d’intubation pour ventilation mécanique + cathéter veineux centraux (jugulaire interne droite), artériel (fémoral) et oesophagien. Induction d’une lésion pulmonaire par lavage bronchioloalvéolaire au sérum physiologique ou injection intraveineuse d’endotoxine bactérienne. Protocole d’imagerie (tomodensitométrie pulmonaire) avant et après mise en place d’un dispositif de compression thoracique externe (niveau de pression compatible avec le maintien d’une ventilation pulmonaire efficace et d’une stabilité hémodynamique). Mise à mort sous anesthésie générale profonde par injection intraveineuse de pentobarbital (140mg/kg).

Impact sur les animaux

La veille de l'intervention, les animaux seront isolés du groupe social en petit groupe de 2 afin d'être mis à jeun, ce qui peut etre source de stress. Mise en place d’une voie veineuse périphérique (18 G) au niveau de la veine jugulaire externe sous contention physique douce des animaux. Mise en place d’une sonde d’intubation pour ventilation mécanique + cathéter veineux centraux (jugulaire interne droite), artériel (fémoral) et oesophagien. Induction d’une lésion pulmonaire par lavage bronchioloalvéolaire au sérum physiologique ou injection intraveineuse d’endotoxine bactérienne. Mise en place d’un dispositif de compression thoracique externe limitant le volume respiratoire de l'animal.

Devenir

L'ensemble des animaux des 2 procédures (n=26) seront mis à mort. Les procédures seront assez longues, induisant un temps d'anesthésie générale important. De plus, l'explantation des poumons est nécessaire afin d'effectuer des analyses histologiques et immunohistochimiques des zones de lésions pulmonaires.

Remplacement

Il s’agit d’une étude biomécanique de la fonction respiratoire par des outils d’imagerie utilisés en clinique humaine. L’utilisation d’un modèle grand mammifère est donc indispensable afin de se rapprocher au maximum de la physiopathologie humaine en termes de taille des poumons, de réglage de la ventilation mécanique et d’interaction animal-ventilateur. Les modèles de SDRA chez le mouton sont parfaitement validés. Une alternative est représentée par les modèles porcins mais ceux-ci sont associé à un plus faible niveau d’hétérogénéité pulmonaire.

Réduction

Le nombre d’animaux nécessaire a été reproduit à partir d’études antérieures ayant utilisé l’imagerie pulmonaire pour l’étude des lésions induites par la ventilation mécanique considérant la relative variabilité de la réponse à l’injection d’endotoxine ou au lavage bronchioloalvéolaire (entre 6 et 10 animaux pour chaque modèle dans la majorité des publications). La réalisation d’une étude pilote permettra de valider au préalable un niveau de compression thoracique assurant des effets physiologiques significatifs et reproductibles tout en prenant en compte les variabilités interindividuelles. L'étude pilote permettra de définir un niveau de constriction thoracique externe "idéal" et permettra également de mieux définir et propablement de réduire le nombre d’animaux nécessaires lors de la phase expérimentale comparative.

Raffinement

Toutes les procédures expérimentales ainsi que l’environnement d’hébergement ont été optimisées. Les gestes interventionnels seront toujours réalisés sous anesthésie générale, par du personnel formé, permettant un temps interventionnel réduit au maximun, afin de prévenir la souffrance et l’angoisse des animaux. Le bien-être des animaux sera contrôlé en veillant aux conditions d'hébergement et au comportement des animaux. L'acclimatation des animaux sera d'une semaine avant d'entrer dans le protocole. Des observations quotidiennes seront réalisées par une personne compétente basées sur l'apparence physique externe, le comportement (sociabilité, appétit) et les réponses comportementales aux stimuli externes (peu enclins aux manipulations, tentative de fuite). Ces contrôles sont enregistrés et permettent de repérer tout animal malade ou blessé pour prendre des mesures appropriées. Tout constat d'un mal-être est remonté au responsable du bien-être des animaux pour examen approfondis, traitements adaptés et/ou consultation du vétérinaire référent. L’imagerie est une approche non invasive, qui n’est pas source de douleur. L’utilisation de la contention physique douce, possible chez la brebis, pour la mise en place de la voie veineuse jugulaire externe est préférable à l’administration d’une prémédication intramusculaire source de douleur et de stress. La mise en place d’un tissu sur les yeux lors de la contention douce de l'animal réduit les stimuli externes et donc le stress de l'animal. Une fois la voie veineuse périphérique mise en place, l’anesthésie générale est induite en quelques secondes et sera maintenue jusqu’à la mise à mort. L’ensemble des procédures seront réalisées sous anesthésie générale en présence d’un médecin anesthésiste-réanimateur qui assurera une profondeur d’anesthésie suffisante et le maintien d’une stabilité physiologique.

Choix des espèces

Il s’agit d’une étude biomécanique de la fonction respiratoire par des outils d’imagerie utilisés en clinique humaine. L’utilisation d’un modèle grand mammifère est donc indispensable afin de se rapprocher au maximum de la physiopathologie humaine en termes de taille des poumons, de réglage de la ventilation mécanique et d’intéraction animal-ventilateur. Les modèles ovins de SDRA sont parfaitement validés. Une alternative est représentée par les modèles porcins mais ceux-ci sont associé à un plus faible niveau d’hétérogénéité pulmonaire. Agneau de 3 à 4 mois pesant entre 15 et 20 kg. A ce stade la taille des poumons et les réglages du ventilateur sont proches de ceux des humains. L’utilisation de brebis prépubères facilite leur manipulation notamment pour la contention physique douce et la pose de voie veineuse périphérique.

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    • Toxicologie et autres tests de sécurité
Souris : 225000
Rats : 25000
Souffrances
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▲ 228700
▲ 21300
▲ -
Devenir
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 250000

250000 souris et rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, une partie expédiée aux scientifiques qui les ont commandés et le reste tué. Ce projet d'élevage industriel de lignées génétiquement modifiées prévoit identification, jusqu'à quatre biopsies à l'oreille ou à la queue et des prélèvements sanguins par animal, certaines lignées exprimant un phénotype dommageable comme un diabète, une hémophilie ou une immunodéficience. Le porteur indique que les animaux "appartiennent au scientifique" et ne peuvent être replacés. Il présente l'élevage sur mesure de rongeurs "à fournir aux scientifiques" comme un service rendu à la communauté de recherche.

Objectifs

Ce projet a pour objectif la création, caractérisation et/ou l’élevage de lignée transgéniques à phénotypes dommageables ainsi que la réalisation d'une biopsie par méthode invasive séparément du geste d'identification sur des lignées transgéniques dans le but d'héberger ou de maintenir des lignées de rongeurs génétiquement modifiés pour le compte de la communauté scientifique. Les animaux génétiquement modifiés sont utilisés comme modèle expérimental pour la recherche (compréhension de maladies d’origine génétique comme par exemple la mucoviscidose, l’hémophilie ou encore la myopathie dans différents domaines : facteurs de risque, mécanismes physiopathologiques, essais thérapeutiques, ...) ou pour le développement de médicaments. A la réception ou à la création de lignées transgéniques, si la présence d’un phénotype dommageable n’a pas été analysée, une caractérisation de la lignée sera réalisée afin d'évaluer le bien-être animal et permettre la gestion optimale des possibles expressions cliniques du phénotype dommageable, leur prévention ou leur traitement adéquat. Lorsque le phénotype dommageable est avéré et connu, la gestion de cette lignée sera adaptée à ce dernier par la définition / surveillance des possibles signes cliniques associés à l'expression de ce phénotype ainsi que leur prévention et traitement. Pour toute lignée transgénique hébergée/élevée, il est important de connaitre le génotype des animaux, ainsi, en plus de l’identification, une biopsie avec une méthode invasive sera réalisée. Le but de cette biopsie est donc d’analyser le génotype de chaque animal afin de sélectionner celui d'intérêt. En 2022, sur 505 projets transgéniques au total (225 000 animaux), seulement 95 lignées étaient signalées avec un phénotype dommageable (19%, soit 43 000 animaux). Parmi ces 19%, moins de 1% ont réellement exprimé un phénotype dommageable. Ces phénotypes peuvent être catégorisés en tant qu’immunodéficient ; hémophile ; maladie métabolique ; trouble neurologique ; pathologie musculaire et articulaire ou cancer, mais nous ne pouvons prévoir précisément le nombre de lignées par catégories, cela dépend des sujets de recherche des scientifiques. Pour ce projet, nous comptons 250 000 animaux (ajout de 10% en prévision de la hausse d’activité) répartis entre 500 et 600 projets d’élevage de lignées transgéniques différentes. Entre 15- 20% de ces projets concerneront des lignées dont une partie des animaux pourront exprimer des phénotypes dommageables.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à fournir aux scientifiques des animaux transgéniques (avec un statut génétique et sanitaire connu) qui leur permettront de réaliser leurs études sur des organismes entiers et vivants. Ainsi, le bénéfice de ce projet sera de permettre une évaluation et une prise en charge des nuisances causées par la mutation génétique des lignées génétiquement altérées et une standardisation et raffinement des méthodes de prélèvement de tissus pour la caractérisation génétique de ces lignées. Le tout permettra d’avoir une meilleure maitrise de la production et de la qualité génétique, sanitaire et zootechnique des animaux génétiquement altérés à fournir aux scientifiques pour leurs expérimentations.

Procédures

Selon les besoins du projet, les animaux pourront être soumis par animal : A une identification unique, acte d’une durée maximale de 20 secondes, à maximum 4 biopsies (à l’oreille préférentiellement ; à la queue sur justification scientifique), acte d’une durée maximale d’une minute, à des prélèvements sanguins au volume et fréquence conformément à la réglementation en vigueur (maximum 4 prélèvements sanguins par jour) d’une durée maximale d’une minute. Un hébergement isolé peut être nécessaire en cas d’animal fragile ou d’animal agressif. Selon les besoins du projet, les animaux hébergés soumis aux nuisances énoncées pourront être de phénotype dommageable.

Impact sur les animaux

Expression possible d’un phénotype dommageable due à la mutation génétique (immunodépression, arthrite, diabète, hémophilie, …). Chaque effet indésirable est notifié si connu à l’arrivée des animaux ou estimé lors de l’hébergement. Un suivi adapté et des mesures de raffinement spécifiques sur avis vétérinaire sont mis en place en fonction de l’impact observé / attendu chez l’animal. Sur la base du suivi rapproché effectué sur ces souches et des raffinements mis en place, la nuisance sur l’animal est légère à modérée. Stress suite à la contention pour identification Douleur et stress dus aux biopsies (nombre maximum de 4) si besoin d’identifier le génotype d’intérêt. La biopsie à l’oreille est privilégiée (environ 3mm x 3mm ou languette de 5mm de large maximum, plusieurs biopsies peuvent être faite si nécessaire et justification, âge minimum : 7 jours). Compte tenu de la taille de la biopsie et de la zone (oreille peu sensible), la nuisance sur l’animal est légère. Les biopsies à la queue sont possibles sur justification scientifique (biopsies de queue de 5mm maximum, une 2eme biopsie peut être réalisée sous justification du scientifique, âge minimum : 7 jours). Compte tenu de la taille de la biopsie et de la zone, la nuisance sur l’animal est légère pour les animaux de moins de 3 semaines (queue peu sensible) et modérée pour les animaux de plus de 3 semaines. Douleur et stress dus aux prélèvements de sang (volume et fréquence conformément à la réglementation en vigueur et les bonnes pratiques et raffinements internes). Une anesthésie pourra être appliquée en fonction du lieu du prélèvement. Hébergement isolé la période de récupération post opératoire pour les femelles réimplantées ou en cas d’agressivité au sein du groupe social afin de limiter la douleur et le stress liés à cette agressivité. Mise en place d’enrichissements supplémentaires et adaptés en cas d’hébergement isolé.

Devenir

A la fin de la procédure, les animaux sont soit expédiés, soit mis à mort (les animaux appartiennent au scientifique et ne peuvent être replacés).

Remplacement

Ce projet vise à fournir aux scientifiques des animaux génétiquement altérés qui leur permettront d’étudier dans des organismes entiers et vivants toutes les conséquences d’une altération génétique définie et/ou l’intérêt de molécules thérapeutiques pour lutter contre ces conséquences. Ceci implique l’étude de divers processus biologiques et systèmes physiologiques complexes et nombreux au fur et à mesure de la vie du modèle et nécessite de disposer d’organismes vivants et entiers afin de pouvoir observer l’impact de l’altération génétique ou d’une molécule thérapeutique dans l’ensemble des organes, tissus et fonctions physiologiques. La complexité des mécanismes mis en jeu ne permet donc pas de réaliser de nos jours de tels projets sur des modèles in vitro.

Réduction

Le nombre d’animaux hébergé et mis en accouplement est calculé en fonction des besoins stricts de chaque scientifique. Les chercheurs sont sensibilisés à la nécessité de limiter le nombre d’animaux utilisés et nous mettons en œuvre des améliorations continues de nos méthodes de reproduction pour réduire le nombre d'animaux nécessaire pour obtenir un niveau d'élevage correspondant aux objectifs du projet (par exemple : Adaptation du sexe du reproducteur transgénique quand il est accouplé avec des animaux non transgéniques afin de maximiser les chances de fertilités (phénotype impactant la reproduction), ou d’éviter les mères dont le phénotype réduit les comportements maternels).

Raffinement

Les observations par le personnel permettent d’évaluer le stress, la douleur et la souffrance et d’y répondre au plus vite en contactant les techniciens qualifiés, compétents et le vétérinaire. Si un point limite est atteint, le technicien met en place des soins particuliers, un enrichissement adapté, un isolement et/ou si besoin la mise à mort de l’animal. En cas de signe clinique particulier, un suivi adapté est mis en place et géré par des techniciens qualifiés, compétents au suivi vétérinaire des animaux. Les lignées connues pour pouvoir présenter un phénotype dommageable peuvent être observées et vérifiées de manière plus fréquente et plus spécifique avec des points limites et des raffinements précis. Ceci est évalué lors de la caractérisation du phénotype de la lignée ou en lien avec le scientifique en charge de cette lignée et le vétérinaire lorsque le phénotype attendu est connu. Ces observations sont facilitées par l’utilisation d’outils internes de suivi de type grille de score. En cas de détection d’un point limite, l’animal est immédiatement mis à mort. Pour chaque phénotype dommageable, une mise en place de points limites non terminaux est adoptée afin de réaliser un suivi plus précis et plus optimum et la mise en place de soins adaptés (soutien nutritionnel, enrichissement spécifique, …). Si des animaux présentent des signes cliniques qui peuvent être atténués ou guéris à l’aide d’un traitement, avec accord du scientifique, ce traitement est mis en place. Les animaux déclarant un phénotype dommageable léger à modéré mais aptes à voyager seront expédiés avec une communication auprès de l’utilisateur final afin qu’il puisse gérer selon les règles éthiques et de bien-être animal leur réception et utilisation. En cas de prélèvements sanguins, les volumes prélevés ainsi que les périodes de récupération suivront la réglementation, les recommandations de la « Federation of European Laboratory Animal Science Associations » (FELASA) ainsi que les raffinements et bonnes pratiques internes. Les injections et prélèvements ne pourront être réalisées que sur des sites sans hématome ni inflammation apparente, en utilisant des aiguilles stériles adaptées (à la taille de l’animal et à la voie d’abord) et à usage unique. A chaque abord d’une voie vasculaire, un point de compression sera effectué le temps suffisant pour assurer l’arrêt du saignement. Une observation de l'animal sera réalisée au retour dans sa cage pour s'assurer de sa récupération immédiate.

Choix des espèces

Les rats et les souris sont les espèces pour lesquelles les manipulations génétiques sont les plus développées, les mieux maitrisées et pour lesquelles les données scientifiques sont nombreuses. De plus, ces espèces permettent d’élever rapidement un nombre d’animaux suffisamment important pour pouvoir avoir des données scientifiquement exploitables. Ce sont les espèces qui permettent à la communauté scientifique de réaliser un certain nombre d’études en recherche et développement grâce aux données historiques et à leur connaissance de ces modèles animaux. Lors de la caractérisation des lignées, l’observation détaillée et l’analyse de la présence du phénotype dommageable sont réalisées à la naissance, au sevrage et 8 semaines d'âge. Il est également possible de prolonger sur l'âge adulte si les animaux sont conservés plus longtemps. - Hébergement des lignées à phénotypes dommageables fait à tout âge. -Biopsies réalisées le plus souvent (99% des cas) une semaine avant le sevrage ou au sevrage. Dans environ 1% des cas, une recoupe à l’âge adulte peut être demandé par le client. - Prélèvement de sang dans la plupart des cas fait en submandibulaire après 4 semaines d’âge minimum (adulte).

  • Recherche appliquée
    • Troubles respiratoires
  • Recherche fondamentale
    • Système immunitaire
    • Système respiratoire
Souris : 128
Souffrances
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Devenir
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 128

128 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent chaque jour dans le nez, sous anesthésie, un condensat de fumée de cigarette pendant huit semaines, puis une bactérie ou un champignon respiratoires, avant d'être tuées pour prélever leur sang et leurs poumons. Le porteur décrit une perte de poids initiale et des troubles respiratoires possibles, et indique que l'infection bactérienne rend les souris fébriles sans les tuer. Il étudie ainsi les mécanismes de la bronchopneumopathie chronique obstructive et affirme nécessaire de prendre en compte l'"organisme en entier" après des travaux in vitro.

Objectifs

La Broncho-Pneumopathie Chronique Obstructive (BPCO) est une maladie inflammatoire chronique des bronches, se caractérisant par un rétrécissement progressif et une obstruction permanente des voies aériennes dont le facteur de risque principal est la fumée de cigarette. Nous savons maintenant que la progression et la sévérité de la BPCO est accentuée suite à des exacerbations provoquées essentiellement par des infections respiratoires. Malheureusement, les mécanismes qui gouvernent la pathogenèse des exacerbations de BPCO sont encore obscurs à ce jour et les thérapies demeurent inefficaces. Cela est dû à une mauvaise compréhension des mécanismes sous-jacents de la genèse de la maladie. Dans ce projet, nous nous intéressons aux pathogènes fréquemment isolés au cours de l’exacerbation des BPCO, la bactérie Haemophilus influenzae et le champignon Aspergillus fumigatus. Ce projet vise à déterminer les mécanismes impliqués dans l’inflammation pulmonaire causée par la cigarette et les pathogènes grâce à des modèles murins.

Bénéfices attendus

Ce projet va nous permettre d’en apprendre davantage sur les mécanismes impliqués dans l’inflammation chronique au cours de la BPCO et notamment dans l’exacerbation de BPCO par Haemophilus influenzae et/ou Aspergillus fumigatus. Une première expérience sur modèle murin avec Aspergillus fumigatus nous a permis d’identifier des médiateurs inflammatoires clés impliqués dans le recrutement de cellules immunitaires dans l’exacerbation de BPCO médiée par le champignon Aspergillus fumigatus et nous souhaiterions étudier plus en détail les mécanismes permettant cette augmentation d’inflammation. Nous utilisons des souris sauvages et une lignée de souris génétiquement modifiée permettant d’invalider des enzymes du neutrophile car ce sont des enzymes qui vont dégrader le tissu pulmonaire et conduire à une perte des fonctions respiratoires.

Procédures

Instillation intranasale de solution saline (souris contrôles) ou de fumée de cigarette en solution (souris cigarettes et Cigarettes+pathogènes) 1 fois/jour, 5 jours/semaine et pendant 8 semaines. Instillation intranasale de solution saline (souris contrôles et souris cigarettes) ou de pathogènes (souris pathogènes et Cigarettes+pathogènes) additionné de solution saline ou de fumée de cigarette en solution : cette instillation aura lieu 4 semaines après le début de l’expérimentation et 24h avant la mise à mort des animaux, à la place de l’instillation effectuée les autres jours, afin de ne réaliser qu’une anesthésie et une instillation ces 2 jours. Toutes les instillations se feront après anesthésie (1 à 3min en fonction de la vérification de l’immobilité et absence de réflexe de retrait de la patte arrière des animaux en appuyant sur celle-ci). L’instillation intranasale dure moins de 2 min.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont une perte de poids au démarrage de l’exposition mais le poids devrait se stabiliser au cours des semaines, un stress notamment lié à l’anesthésie et qui ne devrait pas durer après l’exposition, possibilité de troubles respiratoires après exposition aux pathogènes ou à la fumée de cigarette en solution ou la combinaison exposition aux pathogènes et à la fumée de cigarette en solution. Concernant l’infection intranasale bactérienne, elle rend les souris fébriles indépendamment de leurs génotypes 24h post-challenge sans engendrer de mortalité.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort afin de récupérer les prélèvements sanguins et pulmonaires.

Remplacement

Afin de mener à bien ces investigations, des études in vitro ont été menées en amont. Il s’agit à présent de prendre en considération l’organisme en entier pour un cadre plus complexe et réel. De plus, la souris est un modèle éprouvé et fiable.

Réduction

Le nombre d’animaux a été réduit au maximum pour ne garder que le nombre nécessaire aux analyses statistiques. L’utilisation de 8 souris (4 mâles et 4 femelles = ratio équivalent) par groupe permettra d’obtenir des résultats statistiquement significatifs à cause des variabilités de réponse qui peuvent exister entre souris et pouvoir regarder les biais sexuels éventuels (4 mâles et 4 femelles/groupe). Lors de notre précédente expérimentation, l’utilisation de 8 souris par groupe a permis d’obtenir des résultats statistiquement significatifs.

Raffinement

Les souris seront hébergées par groupe, dans des conditions d’hébergement optimisées pour assurer leur confort (enrichissement, soins et suivi post-instillation). Une anesthésie générale sera réalisée avant toute instillation pour limiter tout risque de douleur et d’angoisse pouvant résulter de l’intervention. Les animaux seront observés 2 fois par jour et pesés 2 fois par semaine pour suivre leur prise de poids. Les expérimentateurs sont formés aux gestes impliquant un contact avec l’animal et à l’observation des signes cliniques fondamentaux. La connaissance des modèles animaux a permis de définir des points limites précis.

Choix des espèces

La souris est utilisée dans cette procédure plutôt que la drosophile car il s’agit d’un modèle proche de l’Homme et qui est adapté pour étudier la réponse inflammatoire ou immunitaire avec des mécanismes similaires à ceux présents chez l’Homme. La souris peut être modifiée génétiquement pour définir l’importance relative du gène d’intérêt en condition physiologique ou physiopathologique Les souris utilisées auront entre 8-10 semaines, soit environ 25-30 grs, afin d'utiliser des animaux à maturation pulmonaire.

  • Recherche appliquée
    • Maladies infectieuses
    • Troubles respiratoires
Souris : 103
Souffrances
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Devenir
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 103

103 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent une infection pulmonaire à Pseudomonas aeruginosa par instillation intranasale sous anesthésie, avec une surmortalité d'environ 20 % attendue, avant euthanasie pour mesurer la charge bactérienne et la réaction immunitaire. Le porteur cherche à savoir si une enzyme bactérienne peut servir de cible thérapeutique face à l'antibiorésistance. Le développement d'inhibiteurs et de nouvelles thérapies est renvoyé au long terme.

Objectifs

Pseudomonas aeruginosa est une bactérie de l’environnement induisant des infections respiratoires chez les sujets fragilisés comme ceux se trouvant en réanimation, ceux atteints de broncho-pneumopathie chronique obstructive ou encore ceux atteints de mucoviscidose. L’émergence de souches de P. aeruginosa de plus en plus résistantes aux antibiotiques est observée partout dans le monde. La resistance aux antibiotiques est un problème car cela risque d’entraîner des impasses thérapeutiques pour les patients. L’objectif est d’étudier si une enzyme protégeant P. aeruginosa contre la défense de l’hôte peut servir de cible thérapeutique alternative ou adjuvante aux antibiotiques pour traiter les infections à P. aeruginosa résistant aux antibiotiques : ce projet scientifique a pour objectif (i) de déterminant les charges bactériennes dans les poumons infectés par les bactéries hyperexprimant ou non la proteine, (ii) d’étudier l’impact de l’infection sur la destruction de l’architecture du poumon et sur la réaction immunitaire.

Bénéfices attendus

A court terme, ce projet nous permettra de caractériser plus précisement la virulence accrue au niveau pulmonaire induite par l’enzyme d’intérêt chez la bactérie P. aeruginosa résistante aux antibiotiques utilisés couramment en médecine humaine. Cette caractérisation est indispensable pour affirmer l’implication de cette enzyme dans la différence de survie observée chez les souris dans nos travaux précédents et elle est nécessaire pour expliquer le mécanisme global de la virulence augmentée de ces souches. Cette enzyme participe à la virulence à la bactérie. Elle constitue donc une cible potentielle pour le développement à plus long terme de nouvelles stratégies thérapeutiques dans les infections pulmonaires à P. aeruginosa résistants à de nombreux antibiotiques. Le développement d’inhibiteurs de cette enzyme peut être envisagé pour constituer une thérapeutique alternative et adjuvante aux antibiotiques en médecine humaine. Son inhibition pendant l’infection respiratoire permettrait de limiter la prolifération de P. aeruginosa en le rendant sensible à la réponse de l’hôte.

Procédures

Pour chaque animal, il sera réalisé : - Une infection respiratoire par instillation intra-nasale : geste réalisé sous anesthésie générale. - Une administration d’un antidouleur par injection intrapéritonéale à 6h post infection puis 1 fois par jour pendant 5 jours. - L’euthanasie post infection pour prélévement et analyse des poumons (étude charge bactérienne et réaction immunitaire).

Impact sur les animaux

Les effets indésirables prévus sont ceux résultants de l’infection pulmonaire bactérienne. Il pourra être observé des signes d’infections respiratoires : dyspnée, mobilité réduite, dos vouté et poil hirissé. Une possible sur-mortalité d’environ 20% lors de l’instillation intranasale est également attendue.

Devenir

Les animaux seront mis à mort au cours ou à la fin de la procédure afin de réaliser le dénombrement de la charge bactérienne pulmonaire, les analyses d’histologie et cytologiques sur les prélèvements pulmonaires.

Remplacement

Ce projet requérant un modèle murin a été considéré après une étude in vitro préalable. En effet, la première partie de notre projet, qui a permis la mise en évidence de la virulence augmentée de la souche résistante aux antibiotique et le rôle d’une enzyme d’intérêt, a été réalisée sur un modèle in vitro d’épithélium respiratoire humain. Cependant, malgré son utilité, ce modèle reste très limité car il ne permet pas d’étudier la virulence bactérienne à l’échelle du poumon dans son ensemble et il ne prend pas en compte la réponse immunitaire globale de l’hôte vis-à-vis de P. aeruginosa. Au contraire, dans le modèle murin de pneumonie aiguë, la réponse globale de l’hôte au niveau pulmonaire est assurée et cette étape in vivo est essentielle à la validation du rôle la protéine d’intérêt dans l’infection à P. aeruginosa résistant aux antibiotiques.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés a été déterminé pour répondre à l’objectif scientifique selon le nombre d’expériences prévues, les besoins en données selon les analyses statistiques envisagées et les données de la littérature. Une réflexion biostastistique a été réalisée afin d’éviter qu’une réduction trop drastique ne nuise à la fiabilité des résultats du projet. Les groupes ont donc été réduits à la taille minimum nécessaire à l’interprétation des résultats. Pour essayer de limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés, nous allons effectuer les expériences de manière séquentielle dont certaines ne seront réalisées qu’en fonction des résultats obtenus avec les premières.

Raffinement

Pour réduire au minimum les nuisances sur le bien être de l’animal, plusieurs mesures seront réalisées : - l’anesthésie générale lors de l’instillation intra-nasale de l’inoculum bacterien, avec l’utilisation d’un dispositif chauffant lors de l’anesthésie des souris pour éviter l’hypothermie - une surveillance rapprochée pendant toute la durée de la procédure. Cette surveillance permet le suivi des animaux et la vérification des points limites, requérant l’euthanasie - l’administration d’un antidouleur à 6h post-infection puis 1 fois par jour jusqu’à la fin de la procédure pour limiter la douleur et la dyspnée chez l’animal - un enrichissement des cages et le regroupement des souris dans les cages pour préserver les interactions sociales.

Choix des espèces

La souris est une espèce pour laquelle de nombreux protocoles de pneumonie aiguë d’étiologie bactérienne ont été optimisés et validés. Le modèle murin utilise des souris adultes et permet d’étudier la pathogénicité bactérienne lors de l’infection pulmonaire aiguë (i) en établissant les courbes de survie (se basant sur l’atteinte des points limites), (ii) en réalisant des coupes histologiques pulmonaires et (iii) en déterminant la charge bactérienne infectante dans les poumons.

  • Recherche appliquée
    • Troubles respiratoires
  • Recherche fondamentale
    • Système respiratoire
Souris : 1404
Souffrances
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Devenir
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 1404

1 404 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance modérés à sévères, la majorité en gravité sévère. Elles reçoivent trois injections d'un candidat vaccin, une infection respiratoire à Pseudomonas aeruginosa et des prélèvements sanguins répétés, l'infection provoquant perte de poids, baisse de mobilité et troubles respiratoires. Le porteur euthanasie les animaux sept jours après l'infection pour étudier la réponse immunitaire. Le passage éventuel à des essais cliniques chez l'humain est renvoyé au conditionnel.

Objectifs

Pseudomonas aeruginosa (P.a) est une cause majeure d'infections nosocomiales, d‘infections respiratoires chroniques et de comorbidités chez les personnes atteintes de mucoviscidose, de bronchectasie (maladie chronique entrainant une dilatation des bronches) ou de maladie pulmonaire obstructive chronique, et elle provoque des infections aigües dramatiques chez les personnes immunodéprimées (personne dont les défenses immunitaires sont affaiblies). Cette bactérie devient progressivement multi-résistante aux antibiotiques et représente une menace considérable pour la santé publique. Par conséquent, le développement d'un vaccin préventif contre cette bactérie devient indispensable. L’objectif de ce projet est.de tester l’effet d’un nouveau candidat vaccin contre les infections respiratoires à P.a chez la souris et de caractériser les réponses immunes mises en jeu.

Bénéfices attendus

Si les effets de ce candidat vaccin sont avérés chez la souris, ce projet préclinique pourrait permettre la mise en place d’essais cliniques visant à prévenir l’infection pulmonaire à P.a chez L’Homme atteint ou non de mucoviscidose.

Procédures

Pour l’ensemble des souris étudiées, trois injections sont réalisées. Ces injections contiennent soit le candidat vaccin ou le vaccin contrôle ou une solution saline. Ces injections durent moins de 30 secondes et sont effectuées sur les animaux vigiles. Dans ce projet 85% des souris seront infectées par voie oro-pharyngée, 10 jours après le dernier rappel vaccinal. Cette infection unique dure moins de 5 minutes et est réalisée chez l’animal anesthésié. Pour tous les animaux, juste avant la première immunisation, nous réaliserons un prélèvement sanguin de quelques microlitres à la veine sous-maxillaire. Ce prélèvement dure moins d’une minute. Il est répété après 15j et après 1 mois.

Impact sur les animaux

L’injection des candidats vaccins ou une solution saline n’est pas douloureuse mais peut entrainer une perte de poids très modérée durant 24h. Les prélèvements sanguins itératifs peuvent présenter un risque hémorragique. Notre expérience nous indique qu’à la suite de l’infection respiratoire aigüe, nous observerons une perte de poids progressive, une réduction de la mobilité, une négligence du toilettage et des troubles respiratoires modérés chez les animaux chez lesquels l’infection pulmonaire se développera. Pour les animaux infectés par une dose plus faible de Pa, nous observerons une perte de poids variable en fonction de la dose de P.a. limitée, suivie d’une résolution de l’infection. Une constipation chronique peut être observée.

Devenir

Dans le cadre de cette étude visant à caractériser la réponse immunitaire des souris, il est important d’euthanasier les animaux 7j après le dernier rappel vaccinal ou 7 jours après l’infection pour pouvoir étudier les réponses immunes cellulaires et humorales, tissulaires et périphériques.

Remplacement

Les connaissances issues de cette étude sur l’animal ne peuvent pas être actuellement obtenues autrement qu’à l’échelle de l’organisme vivant compte-tenu de la complexité physiologique de 1- la pathologie respiratoire liée à l’infection par la bactérie pseudomonas aetuginosa, 2- des réponses immunes développées suite à une vaccination et une infection.

Réduction

Nous avons réduit le nombre de souris utilisées au minimum nécessaire et suffisant pour valider scientifiquement notre étude du point de vue de l’analyse statistique. Ainsi, le nombre d’animaux est limité à 6 par groupe et les expériences sont répétées 3 fois pour être en mesure d’appliquer les tests statistiques adéquats.

Raffinement

Une attention toute particulière sera portée sur le bien-être des animaux par une surveillance journalière qui sera assurée par le personnel de l'animalerie, en complément à celle des expérimentateurs. Cette surveillance sera renforcée pour les souris qui subiront une infection aigüe. L’ensemble des actes (prélèvement sanguin, immunisation, infection oropharyngée) seront réalisés par du personnel qualifié et expérimenté. Une grille d’évaluation des signes cliniques (prenant en compte l’apparence physique, le poids, le comportement ou la progression de la maladie) sera renseignée deux fois par jour pour les animaux qui subiront une infection aigüe, une fois par jour pour les animaux qui subiront une infection subaigüe et 3 fois par semaine pour les souris immunisées sans être infectées. En cas d’atteinte des points limites définis, un antalgique pourra être administré. Si l’état de l’animal ne s’améliore pas après 4h, l’animal sera euthanasié

Choix des espèces

Les souris sont largement utilisées dans l'étude des mécanismes des pathologies humaines. 1- la souris est un animal sensible à l’infection respiratoire à P.a et 2- des souris génétiquement modifiées sont disponibles et sont de très bons modèles de mucoviscidose humaine. La souris est un mammifère de petite taille dont la génétique et le comportement sont parfaitement connus. Cela permet de mesurer très facilement le bien-être, la souffrance et l'angoisse des animaux et de pouvoir y remédier le cas échéant . Les souris utilisées seront âgées de 6-8 semaines. Nous avons choisi cet âge parce qu’il correspond à la maturité du système immunitaire murin. L’historique de la littérature scientifique du domaine montre que les souris de cet âge sont le plus communément utilisées dans un contexte d’immunisation et/ou d’infection.

  • Recherche appliquée
    • Maladies infectieuses
    • Troubles respiratoires
Hamsters dorés : 80
Souffrances
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Devenir
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 80

80 hamsters dorés vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils reçoivent une injection de virus Ebola ou Nipah et des injections quotidiennes de molécules candidates, sous une douzaine d'anesthésies, pour évaluer l'efficacité antivirale de ces molécules. Le porteur indique que les hamsters témoins doivent développer les signes de l'infection, dont une perte de poids, des troubles respiratoires ou neurologiques et une possible mort. Il reconnaît l'existence de méthodes in vitro qu'il juge prometteuses mais trop localisées, et conclut à la nécessité du modèle animal.

Objectifs

Les virus Ebola (EBOV) et Nipah (NiV) sont des agents pathogènes viraux. Il n’existe pas, à l’heure actuelle, de contre-mesure efficace (vaccin, antiviraux, …) pour lutter contre les virus, à l’exception de quelques candidats vaccins dirigés contre le virus EBOV, utilisés en situation d’épidémies en Afrique. Ces virus peuvent être transmis par contamination interhumaine directe, et sont responsables de fièvres hémorragiques (EBOV) ou d’encéphalites sévères et/ou de syndromes respiratoires (NiV) chez l’humain, avec un taux de mortalité relativement élevé (jusqu’à 90% pour EBOV et 75% pour NiV, selon les souches et épidémies). Ces pathogènes constituent un problème de santé publique majeur, dont les maladies induites figurent sur la liste de l’Organisation Mondiale de la Santé des maladies prioritaires en matière de recherche et développement. L’émergence d’épidémies comme celle à virus Soudan ebolavirus actuellement observée en Ouganda souligne la nécéssité de disposer de moyens efficaces pour lutter contre ces virus. Ce projet permettra d’évaluer l’efficacité antivirale de molécules préalablement sélectionnées in vitro, contre les virus EBOV et NiV.

Bénéfices attendus

Dans le contexte d’absence de traitement contre les virus Ebola et Nipah, le développement et l’évaluation de molécules antivirales permettraient d’identifier un ou plusieurs molécules à visée thérapeutique. Cette/ces molécule(s) pourront ensuite être potentiellement utilisées chez l’Homme en contexte de traitement chez les personnels de santé, les manipulateurs du virus ou la population à risque.

Procédures

La procédure expérimentale soumettra chacun des animaux, de la réception jusqu’à la fin du protocole à : des anesthésies gazeuses (au nombre de 12 prévues au protocole et d'une durée maximale de 10 minutes chacune), des administrations de molécules (10 injections, une par jour) et du virus (une injection unique) par voie intra-péritonéale (sur animal anesthésié), et enfin à mise à mort (animal anesthésié) pour réaliser les prélèvements de sang et des organes d’intérêt.

Impact sur les animaux

Les animaux contrôles devraient développer les signes cliniques caractéristiques d’une infection par le virus Nipah ou par le virus Ebola, tels qu’une perte de poids, une diminution de la locomotion et du toilettage, une perte de tonus ainsi que des troubles respiratoires et de potentiels signes neurologiques. Ces signes peuvent être accompagnés d’une mortalité avec peu de signes précurseurs : l’observation d'oreilles redressées, de troubles neurologiques et/ou respiratoires. Les animaux traités par une des molécules candidates devraient présenter moins ou pas de signes contrairement aux animaux non traités.

Devenir

L'étude implique que les organes puissent être prélevés sur l'ensemble des animaux (n=80) puis analysés, ceux-ci étant répartis en 4 groupes expérimentaux pour chacun des deux virus. Par conséquent, seule la mise à mort des 80 individus de l'étude permettra d'obtenir des données virologiques suffisantes permettant de comparer l'efficacité des molécules comme possible stratégie thérapeutique antivirale.

Remplacement

Il existe désormais plusieurs méthodes alternatives in vitro et ex vivo, dérivées de la culture cellulaire (classiquement utilisée depuis des décennies) ou de l’animal. Ces nouvelles technologies tendent à recréer artificiellement ou à maintenir les interactions inter cellulaires que nous pouvons retrouver dans un organisme. En revanche, ces cultures in vitro ou ex vivo permettent de se focaliser sur un organe mais pas sur un organisme vivant (système immunitaire circulant, flux sanguin, circulation lymphatique). Bien que très prometteuses, ces techniques restent très localisées et répondent à des problématiques assez ciblées. Afin d’évaluer le potentiel thérapeutique de ces molécules, et suite aux divers tests in vitro, elles doivent désormais être testées dans un modèle plus complexe mimant l’infection par les virus Ebola et Nipah. Ces tests in vitro ne permettent pas actuellement de répondre à des questions globales telles que la mise en place de la malade et de ses symptômes, ou la mise en place des réactions immunitaires suite à une réponse à un traitement et à une épreuve virale.

Réduction

Concernant l’évaluation de thérapeutiques antivirales, en étudiant également l’effet de genre, nous avons déterminé l’effectif nécessaire comme étant de 10 hamsters par groupe expérimental, comportant chacun 5 mâles et 5 femelles. Nous nous sommes également basés sur les précédents projets réalisés par l’équipe et des collaborations de recherche à l’origine de ce projet. Les animaux inclus dans cette étude seront infectés par un stock déjà caractérisé à une dose permettant une observation de symptômes chez la totalité des individus.

Raffinement

Les animaux seront hébergés par 2 ou 3 dans des cages adaptées au système d’hébergement. Chaque cage est équipée de litière (copeaux et rafle de maïs) et de matériel permettant la nidification (coton, mouchoirs, ...), ainsi que d’une maison/d’un abris en carton et d’une roue d’exercice. L’alimentation et la boisson sont en accès libre dans chaque cage. Les observations journalières seront réalisées afin d’évaluer l’état de chacun des animaux selon une matrice de score établie pour ce modèle, et selon le virus utilisé et les signes cliniques attendus. Un système de vidéosurveillance permettra de visualiser les animaux pendant les périodes où les membres de l’équipe ne seront pas présents en laboratoire.

Choix des espèces

Le hamster doré est le modèle de référence pour l’étude du virus Nipah. Il a été développé il y a quasiment 20 ans au laboratoire puis utilisé dans le cadre de divers projets collaboratifs. L’étude de ce modèle dans le contexte d’une infection par le virus Ebola sera réalisée par utilisation d’une souche de virus adaptée au hamster, développée par une des équipes collaboratrice lors de précédents projets de recherche (travaux non publiés). Les animaux seront âgés de 8 à 10 semaines selon la disponibilité. Ces âges correspondent aux stades de développement des hamsters utilisés par la communauté scientifique pour les études pré-cliniques portant sur les virus d’intérêt de ce projet.

  • Recherche appliquée
    • Troubles respiratoires
  • Recherche fondamentale
    • Système immunitaire
Souris : 240
Souffrances
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▲ 240
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Devenir
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 240

240 souris humanisées vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Sous anesthésie, elles reçoivent des injections intranasales d'un allergène et des injections intraveineuses d'un anticorps censé éliminer des cellules immunitaires, puis sont euthanasiées pour des prélèvements post mortem. Le porteur indique qu'aucun analgésique ne peut être utilisé, celui-ci fausserait les résultats. Il affirme qu'il n'existe "pas d'alternative" à la souris, tout en mentionnant les brevets et partenariats industriels attendus.

Objectifs

L'objectif principal de ce projet est de démontrer l'effet thérapeutique d'un nouvel outil immunologique spécifiquement dirigé contre les cellules lymphoïdes innées ILC2 pulmonaires responsables du déclenchement de l'allergie dans les poumons. Le résultat attendu sera l'élimination de ces cellules pathogéniques et donc une guérison de l'allergie pulmonaire. Les maladies allergiques sont une priorité de santé publique car elles touchent des millions de personnes et leur prévalence devrait augmenter dans les années à venir. Aucun médicament permettant une guérison totale des patients n'existe aujourd'hui. Cette étude préclinique permettra de valider ce nouvel outil thérapeutique. Ce projet nécessite l'utilisation de souris humanisées dans lesquelles le gène humain codant pour CRTH2, gpr44, remplace le gène murin (Knock-In). Les souris anesthésiées seront soumises à l'administration d'IL33 puis de l'allergène "papaïne" par voie intranasale pour déclencher une inflammation pulmonaire. Ce modèle n'induit pas d'asthme mais une infiltration de cellules immunitaires dans les poumons. Un protocole d'administration de l'anticorps censé éliminer les ILC2 sera réalisé (suite à l'administration de IL33/papaïne) et les souris seront euthanasiées afin de réaliser des prélèvements post-mortem pour évaluer l'évolution de la pathologie induite et déterminer l'effet thérapeutique de notre médicament.

Bénéfices attendus

Le résultat attendu sera l’élimination des cellules pathogéniques et donc de guérir de l’allergie pulmonaire. Ce projet a donc un impact sociétal fort puisqu’il permet de répondre aux besoins médicaux non satisfaits dans le cadre des allergies sévères. En effet, ce trouble inflammatoire chronique des voies respiratoires affecte le bienêtre des patients à tout âge (avec une dégradation des performances scolaires et professionnelles), et les symptômes sont traités par des traitements palliatifs coûteux. Il n'existe actuellement aucun traitement curatif de cette maladie. Notre projet vise à fournir de nouveaux traitements pour l'asthme sévère en éliminant spécifiquement les ILC2, acteurs clés de la maladie, et à améliorer le bien-être des patients. Grâce à la haute spécificité des anticorps de déplétion, cette stratégie réduira les effets secondaires et améliorera ainsi le bien-être des patients. Notre projet a aussi un impact économique puisqu’il permettrait de développer un nouveau traitement innovant pour l'asthme sévère. Les innovations potentielles qui pourraient émerger du projet seront protégées par des demandes de brevet avant tout rapport ou publication des résultats scientifiques. A l'issue du projet, nous rechercherons des collaborations avec des partenaires industriels afin de favoriser le partenariat public-privé et d'assurer le transfert de notre anticorps thérapeutique à travers un processus optimisé de découverte et de développement de médicaments.

Procédures

Chaque souris subira sous anesthésie 4 injections intranasales (une injection dure moins de 30 seconde), 1 ou 3 injections intraveineuses (une injection dure moins de 10 seconde). Ces injections ne se font pas le même jour.

Impact sur les animaux

La littérature sur les modèles allergiques se réfère exclusivement aux souris et aux rats. Il est nécessaire d'utiliser un modèle animal approprié reflétant la pathologie humaine en étude préclinique pour valider nos anticorps thérapeutiques. Nous utiliserons une souris humanisée sur fond C57BL6, qui exprime le récepteur CRTH2 humain (au lieu du récepteur CRTH2 murin) sur les cellules ILC2 pour tester l’effet thérapeutique de nos anticorps spécifiquement dirigés contre un CRTH2 humain à des fins cliniques (la procédure concerne l’induction de l’inflammation dans ces souris). Par ailleurs, les souris humanisées KI ne présentent aucun phénotype dommageable avant procédure. Concernant le modèle choisi d’induction d’allergie à la papaïne (procédure décrite), il provoque une inflammation pulmonaire induite par la papaïne, mais aucun autre phénotype n’a été décrit dans ce modèle d’allergie (tel que l’asthme). Ce modèle d’allergie pulmonaire est décrit comme étant asymptomatique. L’inflammation au niveau des poumons dure 1 mois puis se résorbe spontanément.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés. Tous les prélèvements permettant de valider l'effet thérapeutique de nos outils immunologiques se font post mortem.

Remplacement

Le projet vise à tester l’effet thérapeutique de nos outils Anticorps pour des fins thérapeutique chez l’homme. Pour tester cet effet nous devons reproduire la pathologie humaine dans un modèle animal. La souris est de loin le système modèle le plus fiable pour étudier les cellules du système immunitaire comme les ILC et les maladies influencées par ces mêmes cellules telles que l’allergie. L’utilisation de souris humanisées reste une des rares méthodes permettant la validation préclinique de médicaments tels que les anticorps en immunothérapie. Il n’y a donc pas d’alternative actuellement à l’utilisation des souris pour atteindre l’objectif de ce projet, qui est la guérison de l’inflammation pulmonaire avec des outils immunologiques. L’inflammation pulmonaire est une réponse immunitaire intégrant des systèmes de communications cellulaires complexes (endothélium, système lymphatique et vasculaire, système neuronal) que l’on ne peut actuellement pas reproduire in silico, ni in vitro, ni ex vivo. Il n’existe pas de méthodes in vitro (cultures cellulaires, organoïdes) pour étudier les maladies influencées par cellules ILC comme l’allergie, car elles ne permettent pas d’étudier une réponse immunitaire globale comme possible sur animal entier et ne répondent que partiellement à la nécessité de valider des anticorps en immunothérapie. Toutefois, dans le cadre de ce projet des alternatives à l’utilisation animale sont réalisées telles que les tests de cytotoxicité in vitro où nous pouvons valider la fixation de nos anticorps sur les cellules attendues (mais cela ne démontre pas la guérison d’une maladie pulmonaire).

Réduction

Le plan de nos expériences sera construit de sorte à limiter le nombre de souris selon la loi des 3R selon une approche conditionnelle (lot 1 testé, puis lot 2 testé selon le résultat obtenu sur le lot 1). Afin de réduire au minima le nombre de souris et d'assurer la robustesse statistique, des groupes de 5 individus seront analysés à 4 conditions et à 2 temps donnés, l'expérience devra aussi être reproduite au moins 2 fois. Le maximum de souris pouvant être utilisé est de 240 souris. Le minimum serait de 80 souris. NB : le test est dit concluant si l’outil immunologique a réduit significativement l’inflammation pulmonaire (nombre diminué des cellules pathogéniques) par rapport au contrôle de référence (sans anticorps).

Raffinement

Afin de réduire au maximum la douleur et la souffrance animale, les souris seront anesthésiées légèrement au vetisoflurane gazeux avant tout acte invasif. Les souris seront hébergées en cage standard avec toit filtrant au nombre de 5 par cage, avec de la sciure de bois utilisée comme litière, des rouleaux de coton comme matériau de nidification et de maisons de souris achetées dans le commerce et fournies pour l'enrichissement environnemental. Les souris sont nourries et boivent ad libitum, et sont libres de leur déplacement. Aucun analgésique ne peut être utilisé car les analgésiques ont un effet immunomodulateur et ne peuvent donc être utilisés sans compromettre les résultats expérimentaux. Afin de s’assurer du bien-être des animaux, ces derniers feront l'objet d'une surveillance régulière renforcée par les animaliers et l'expérimentateur. Des actions à réaliser en fonction des scores d’observation (grille fournie aux animaliers) seront réalisées comme suit : -Pour tout score de 1 ou plus --> Vigilance accrue et contacter le responsable du projet -Pour tout score cumulé supérieur à 3 --> Consulter le vétérinaire référant -Pour tout score cumulé supérieur à 6 ou mentionné "Eutha"--> Euthanasier l'animal.

Choix des espèces

Les expériences doivent être effectuées sur des souris, car elles disposent d’un système immunitaire qui est très similaire à celui de l'homme. La souris est de loin le système modèle le plus important et le plus fiable pour étudier les cellules du système immunitaire comme les ILC et les maladies influencées par ces mêmes cellules telles que l’allergie. L’utilisation de souris humanisées reste une des rares méthodes permettant la validation préclinique de médicaments tels que les anticorps en immunothérapie. D'autres méthodes expérimentales ne peuvent pas être utilisées de manière comparable. La littérature sur les modèles allergiques se réfère exclusivement aux souris et aux rats. Il est donc nécessaire d'utiliser ce modèle approprié reflétant la pathologie humaine. Nous utiliserons une souris humanisée sur fond C57BL6, qui exprime le récepteur CRTH2 humain (au lieu du récepteur CRTH2 murin) sur les cellules ILC2 pour tester l’effet thérapeutique de nos anticorps spécifiquement dirigés contre un CRTH2 humain à des fins cliniques. Ces souris humanisées KI ne présentent aucun phénotype dommageable. Nous utiliserons des souris âgées entre 6 et 10 semaines car à cet âge les souris sont adultes et disposent d’un système immunitaire mature.

  • Recherche appliquée
    • Maladies infectieuses
    • Troubles respiratoires
Macaques à longue queue : 216
Souffrances
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▲ 96
Devenir
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 120
 96

216 macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, les mères réutilisées et tous les nouveau-nés tués jusqu'à l'âge de trois ans. Les nouveau-nés sont infectés par le virus respiratoire syncytial et le SARS-CoV-2, leur microbiote perturbé par des antibiotiques, et subissent jusqu'à trente prélèvements sanguins par an, dix-sept lavages broncho-alvéolaires et dix ponctions de moelle osseuse. Le porteur étudie l'effet du microbiote sur la réponse immunitaire du nouveau-né, en s'appuyant sur l'impossibilité éthique de telles expériences chez l'enfant humain. Il affirme que seul le primate non-humain présente une proximité suffisante avec l'humain pour ce type d'étude.

Objectifs

L’objectif de ce projet est d’explorer le rôle du microbiote dans l’immunité, dès la naissance, et d’anticiper les effets délétères causés par son altération (dysbiose) précoce, dans le cas notamment des infections respiratoires virales chez l’enfant. Le système immunitaire est immature à la naissance et se développe dans les premières années de vie par interaction avec l’environnement. Le microbiote intestinal, qui regroupe l’ensemble des micro-organismes qui peuplent nos intestins, est acquis principalement lors de l’accouchement par voie basse puis via le lait maternel. Il interagit avec le système immunitaire au travers des composés issus de son métabolisme, les métabolites, et des cytokines produites par les cellules immunitaires. Le microbiote est indispensable au rôle de barrière des muqueuses et pour l’apprentissage de l’immunité locale, en régulant la reconnaissance des espèces pathogènes ou non et en assurant ainsi l’homéostasie locale. La littérature montre qu’une dysbiose perturbe les capacités du système immunitaire à faire face à une infection. Or ce microbiote peut être facilement fragilisé, notamment par l’utilisation d’antibiotiques, pratique courante en pédiatrie. Même s’il se reconstitue, les effets à court et à long terme de cette fragilisation transitoire restent mal compris. Notre hypothèse est que cette perturbation chez le nouveau-né peut-être responsable de la sévérité observée de certaines pathologies respiratoires de la petite enfance. Comprendre le rôle du microbiote paraît donc déterminant pour appréhender ces situations et envisager des stratégies thérapeutiques pertinentes adaptées. Dans ce projet nous nous intéressons à différents virus ayant un profil pathologique propre à l’enfant. C’est le cas du virus respiratoire syncytial (VRS), principal responsable de bronchiolites aigües, et du virus SARS-CoV-2 de la COVID-19, dont les présentations cliniques sont différentes de ce que l’on observe chez l’adulte, pouvant être sévères (infection VRS) ou asymptomatiques (SARS-CoV-2). L’objectif de ce projet est d’évaluer l’impact du microbiote sur la réponse immunitaire du nouveau-né primate non-humain à une infection virale. Nous comparerons des microbiotes altérés ou non par une antibiothérapie dans les premiers jours de vie, sur des animaux nés par voie basse et allaités. Nous évaluerons des stratégies thérapeutiques basées soit sur la vaccination maternelle, soit sur une intervention néonatale (vaccin ou traitement probiotique).

Bénéfices attendus

Ces travaux sur le primate non-humain permettront d’approfondir les connaissances en immunité pédiatrique actuellement limitées chez le nouveau-né humain pour des raisons évidentes d’éthique, mais aussi d’accès aux différents compartiments (sang, muqueuses, moelle, poumons) et de volume disponible pour les échantillons. Le bénéfice attendu dans un premier temps est une meilleure compréhension des interactions et des mécanismes régulateurs entre système immunitaire et microbiote au cours des premiers temps de vie d’un nouveau-né, période au cours de laquelle se façonne la capacité du système immunitaire à réagir à une infection virale ainsi que sa mémoire immunitaire. En analysant ensuite l’impact d’un microbiote intact ou altéré sur la réponse immunitaire à une infection, nous espérons pouvoir anticiper les effets délétères causés par une dysbiose précoce. Et en explorant des stratégies préventives (vaccination maternelle ou néonatale, administration néonatale de probiotiques), pouvoir contrer ces effets le plus précocement possible en l’ajustant aux capacités et aux besoins spécifiques du nouveau-né. Quant aux bénéfices à long terme, notre réseau autour de l’immunité pédiatrique et nos collaborations avec des pédiatres nous permettront également de confirmer et comparer nos résultats à ce que l’on observe chez les enfants en clinique. Les nouveau-nés bénéficieront des résultats obtenus sur le modèle préclinique pour mieux appréhender et idéalement prévenir les effets délétères d’une dysbiose précoce sur la réponse immunitaire à une infection respiratoire ultérieure et éventuellement à d’autres infections ou agressions.

Procédures

Mères : - Anesthésie : 40 en moyenne. Pour chacune des interventions, durée 30min à 1h - Echographies : 2 à 3 fois avec un intervalle d’un mois entre, 30min par examen - Prélèvement de sang : une fois par semaine pendant huit semaines au cours de la gestation. Ensuite une à deux fois par mois jusqu’au sevrage. Enfin une fois par semaine pendant un mois après le sevrage. Jusqu’à 25 fois en moyenne. 5min par prélèvement - Ecouvillonnage des muqueuses aux mêmes dates que le sang. Jusqu’à 25 fois en moyenne. 10min - Lait maternel : aux mêmes dates, Jusqu’à 25 fois en moyenne. 10min par collecte - Lavage broncho-alvéolaire : sept lavages. Un pendant la gestation, puis six après la naissance avec un intervalle minimum de deux semaines entre. 20min - Ponction de moelle osseuse : cinq ponctions. Quatre ponctions à deux mois d’intervalles jusqu’au sevrage, puis un mois après sevrage. 20min - Vaccination : deux injections au cours de la gestation. 5min Nouveau-nés : - Anesthésie : entre 18 et 30 en moyenne la première année, puis 12 et 4 fois la deuxième et troisième année respectivement, entre 15 et 30min - Contention : jusqu’à 12 fois pour certains points rapides (avec sang et écouvillons) jusqu’à 2 mois de vie maximum. - Prélèvement de sang : 2-3 fois/semaine (0-2 mois de vie), puis toutes les deux semaines (2-6 mois), toutes les trois semaines (6-12 mois), tous les mois (1-2 ans) et enfin tous les trois mois (2-3 ans). Jusqu’à 30 fois en moyenne la première année, puis 12 et 4 fois la deuxième et troisième année respectivement. 5min par prélèvement - Ecouvillonnage des muqueuses : compartiments nasal, oropharyngé, salivaire, rectal, anal, vaginal (si femelle) et oculaire, aux mêmes dates que le sang. Jusqu’à 30 fois en moyenne la première année, puis 12 et 4 fois la deuxième et troisième année respectivement. 10min - Lavage broncho-alvéolaire : jusqu’à 17 lavages. 20min - Ponction de moelle osseuse : jusqu’à 10 ponctions. 20min - Exposition virale : une exposition. 30min - Vaccination : deux injections. 5min - Traitement antibiotique ou probiotique : administration quotidienne pendant une à quatre semaines. 20min - Imagerie in vivo : trois sessions. Moins d’une heure - Euthanasie en fin d’étude

Impact sur les animaux

Nous distinguons les effets de l’expérimentation sur le nouveau-né primate non humain des effets liés aux infections et traitements. Nous devons maîtriser la fréquence et la durée des interventions lors des premiers jours de vie afin de ne pas interférer avec la croissance du nouveau-né ni impacter la relation mère/nouveau-né. Cela peut se traduire par un impact sur la prise de poids de l’animal en croissance, à savoir une absence de prise de poids voire une perte. Sur certains points précoces, le nouveau-né sera seulement immobilisé pour ne pas risquer le rejet du petit par sa mère lié à des odeurs non reconnues ou une réactivité moindre suite à l’anesthésie, ainsi qu’une hypothermie difficile à gérer chez le nouveau-né. Ce projet repose sur notre expérience passée qui a démontré que nous pouvons suivre un schéma expérimental tel que celui décrit, sans impacter la croissance des nouveau-nés ni la relation avec les mères. Les pathogènes entraînent chez le nouveau-né des formes asymptomatiques, légères ou modérées, d’après la littérature et notre expérience. Des symptômes pourront être relevés (fièvre, baisse d’activité, lésions pulmonaires) mais sont transitoires et résolus en moyenne après deux semaines. La vaccination maternelle ou néonatale, de même que l’administration d’antibiotiques, pourront être associés à une réaction locale au site d’injection qui serait transitoire, avec érythème et gonflement, résolue en quelques jours. Enfin l’administration de probiotiques par voie orale se fera autant que possible par succion et non par gavage, en respectant les volumes préconisés. Comme il n’est pas possible d’entraîner un nouveau-né à la manipulation pour limiter le stress, une attention toute particulière sera portée aux techniques employées ainsi qu’au matériel utilisé pour être adapté au mieux aux spécificités du nouveau-né, avec du personnel spécifiquement formé et entraîné sur le modèle.

Devenir

Tous les nouveau-nés primates non-humains seront euthanasiés à des âges différents, jusqu’à l’âge de 3 ans, pour accéder aux organes et ainsi à l’analyse fine des différents compartiments d’intérêt (charge virale, populations immunitaires, microbiote, métabolites, histologie…). Les femelles primates non-humains seront sorties du projet un mois après le sevrage et pourront être réutilisées. Elles servent de contrôle des différents systèmes matures et adultes, mais il n’est pas nécessaire d’accéder aux tissus, nos données de laboratoire seront utilisées si nécessaire.

Remplacement

Ce projet nécessite l’étude du système immunitaire et du microbiote en fonctionnement, et ces systèmes intégrés et leurs interactions ne peuvent pas être reproduits in vitro. De même, reproduire in vitro des symptômes dans le cadre d’une pathologie respiratoire n’est pas possible. Dans la mesure du possible, des tests ex vivo seront réalisés en amont sur des explants de poumons par exemple, pour déterminer une souche et/ou une dose de virus adaptées à notre modèle. Le recours à l’animal reste donc indispensable. Nous utiliserons un modèle de primate non humain, le macaque cynomolgus, pour sa proximité phylogénétique avec l’Homme : il présente une forte homologie au niveau des acteurs et de l’organisation de la réponse immunitaire et vaccinale mais aussi de la composition microbiotique, contrairement à ce que l’on peut retrouver chez d’autres modèles animaux. Il sera exposé à des virus auxquels il est sensible à l’infection, aussi bien chez le jeune que chez l’adulte.

Réduction

Nous avons établi un nombre minimum d’animaux par condition afin de déterminer si les variations observées entre les différents groupes sont bien dues aux conditions expérimentales et non aux variations propres à chacun des individus. Nous avons ainsi établi des groupes avec un maximum de six animaux par groupe. Ce chiffre représente le nombre maximum d’animaux par groupe et dans certains cas il pourra être réduit pour des phases préliminaires. Par ailleurs tous les modèles auront été validés sur des animaux adultes et/ou juvéniles à la faveur d’autres projets, avant de les transposer au nouveau-né.

Raffinement

Les animaux seront suivis tous les jours avec une attention particulière pendant les deux premières semaines de vie. Des grilles d’évaluation permettront de suivre et détecter tout écart au bien-être animal. En cas d’atteinte d’un point limite, des mesures seront prises (arrêt des interventions, traitement, sortie d’étude), selon avis du vétérinaire et de la structure du bien-être animal. Egalement en cas d’apparition de douleurs ou de signes cliniques liés aux prélèvements ou à l’infection, un traitement symptomatique pourra être mis en place. L’unité minimale d’hébergement des animaux sera le couple mère/enfant qui ne sera séparé qu’au-delà de l’âge minimal réglementaire de sevrage pour cette espèce afin de reformer de nouveaux groupes. Dans l’ensemble, le groupe social multifemelles et multi-nouveau-nés sera favorisé au maximum. Toute intervention sera faite sous anesthésie générale réversible pour permettre un réveil rapide des animaux, avec une anesthésie non systématique du nouveau-né lors des premières semaines de vie, lorsque la balance bénéfice/risque n’est pas favorable (risques d’hypothermie ou de rejet maternel trop importants) par rapport au temps nécessaire pour l’intervention. Enfin, toutes les techniques et analyses ont été miniaturisées afin de réduire les volumes de sang nécessaires à prélever.

Choix des espèces

Ce projet a pour objectif d’évaluer l’impact d’une perturbation du microbiote d’un nouveau-né sur sa réponse immunitaire à une infection respiratoire, et ainsi évaluer le bénéfice de certains traitements ou vaccins sur les effets délétères liés à cette perturbation. Seuls les primates non humains présentent des caractéristiques anatomiques, physiologiques et immunologiques, en terme de réponse immunitaire et vaccinale, suffisamment proches de l’Homme pour permettre une étude pertinente de ces phénomènes. Nous avons choisi le macaque cynomolgus, qui a déjà été modèle d’infection pour nos virus d’intérêt dans des études scientifiques, et chez qui les techniques et outils d’exploration du système immunitaire et du microbiote sont disponibles et maitrisés. Notre étude, qui s’intéresse à des développement in utero et néonataux, nécessite d’avoir accès à des femelles gestantes et aux nouveau-nés issus de ces gestations.

  • Recherche appliquée
    • Troubles respiratoires
  • Recherche fondamentale
    • Système respiratoire
Souris : 40
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 40
▲ -
Devenir
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 -
 40

40 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une instillation d'élastase dans la trachée par une incision au cou pour provoquer un emphysème, des injections répétées de tamoxifène pouvant causer une péritonite, puis leurs poumons sont prélevés 21 ou 90 jours plus tard. Le porteur affirme qu'aucune méthode sans animal ne permet d'isoler les cellules pulmonaires vieillissantes en cause et justifie ainsi le recours à la souris. Les retombées annoncées pour les patients atteints de BPCO, une éventuelle médecine réparatrice des alvéoles, restent renvoyées au conditionnel et au long terme, l'objectif immédiat étant de caractériser ces cellules.

Objectifs

La Bronchopneumopathie Chronique Obstructive (BPCO) peut entraîner des complications chez l'homme comme la perte progressive des alvéoles pulmonaires. Dans les poumons des patients atteints par cette maladie, les cellules vieillissantes exprimant le gène p16 sont augmentées et empêchent la réparation des alvéoles. Nos données préliminaires montrent que la délétion de p16 ou l’élimination des cellules vieillissantes corrige les lésions alvéolaires chez la souris. Notre hypothèse est que les cellules vieillissantes bloquent la régénération alvéolaire et expliquent le manque de réparation dans cette maladie. Ainsi, l’objectif du projet est d’étudier le devenir et les propriétés non régénératives des cellules épithéliales vieillissantes dans la perte d'alvéoles liée à la BPCO. La connaissance des propriétés non-régénératives des cellules épithéliales vieillissantes nous permettra de confirmer l’effet délétère de ces cellules sur la réparation des tissus. Si notre hypothèse est validée, nous pourrons ensuite envisager l’utilisation de sénolytiques, molécules permettant d’éliminer les cellules sénescentes, et ainsi restaurer les alvéoles pulmonaires dans l’emphysème pulmonaire chez l’homme. Pour cette étude, nous utiliserons des souris ayant des cellules vieillisantes exprimant le gène p16 fluorescentes, permettant de les isoler et les caractériser au niveau épithélial par différentes analyses.

Bénéfices attendus

Nous anticipons l'identification : i) de(s) mécanisme(s) de l'effet délétère des cellules épithéliales vieillissantes dans la perte alvéolaire, ii) une ou plusieurs sous-populations épithéliales aux capacités régénératives modulées par les cellules p16 vieillissantes. Ces cellules régénératrices seront considérées comme cruciales dans la régénération alvéolaire et leur signature génétique sera analysée. La caractérisation des cellules délétères et des cellules régénératives permettera l'identification de biomarqueurs (caracteristiques biologiques mesurables) d'un processus de régénération réussi ou non. Ce processus serait la dernière étape avant d'envisager le lancement d'un essai clinique pour tester un médicament régénératif identifié avec la plus grande chance de succès. Au total, nous espérons que ces avancées élargiront le champ de la médecine réparatrice aux patients atteints de ces maladies caractérisées jusqu'à présent par une perte terminale et irréversible des alvéoles conduisant à un handicap respiratoire majeur.

Procédures

Instillation intra-trachéale (dans la trachée) sous anesthésie générale, injection intra-péritonéale (dans le péritoine) sur animal vigile et prélevement des poumons sous anesthésie générale, sans réveil.

Impact sur les animaux

Pour activer l'expression de la protéine fluorescente dans notre modèle, il est nécessaire de faire une injection par jour pendant 3 jours de Tamoxifen en injection intra-péritonéale. Cette procédure cause une douleur de courte durée au moment de l'injection. Dans de rare cas, les injections peuvent causer des péritonites chez les animaux. Nous utiliserons sur ces mêmes souris le modèle d’emphysème induit par l’élastase qui consiste en une instillation intratrachéale unique d’élastase. L’élastase est instillée à l’aide d’une aiguille directement dans la trachée. Cela nécessite une petite incision au niveau de l’avant du cou que nous refermons avec du fil de suture. La plaie au site d’injection pourrait s’infecter. Les souris seront mises à mort à 21 et 90 jours après l’instillation.

Devenir

Les animaux seront mis à mort pour prélever et étudier leurs poumons.

Remplacement

La variabilité des caractéristiques des patients comme leur âge, leur consommation de tabac, ou encore l’implication d’autres maladies rend plus complexe l’interprétation des résultats en provenance de l’Homme. Le modèle de souris emphysèmateuse ayant des cellules p16Pos fluorescentes permettra d’étudier directement les cellules responsables de la non régénération qui sera uniquement lié à l’emphysème pulmonaire. Les modèles animaux nous permettent de mieux définir les organes et types cellulaires touchés et nous précisent donc les cibles moléculaires intéressantes pour des thérapeutiques éventuelles.

Réduction

Le nombre d’animaux prévu pour ce projet est limité à 40, correspondant au minimum pour obtenir des résultats pour une expérience pilote. Pour l’ensemble des manipulations animales un total de 40 souris seront utilisées. Les animaux seront répartis de cette manière : - Caractériser les cellules épithéliales vieillissantes dans les poumons des souris emphysémateuses : 4 souris instillées à l’élastase vs 4 souris instillées au PBS (contrôle) à 21 jours de l’instillation. 4 souris instillées à l’élastase vs 4 souris instillées au PBS (contrôle) à 90 jours de l’instillation. Malgrés le nombre de cellules limités que nous pouvons analyser (limite de cette technique), nous utiliserons 4 souris par condition pour lisser la différence inter-individu. - Tester les propriétés des cellules souches en formant des organoides alvéolaires avec des cellules p16Pos vs p16Neg : 6 souris instillées à l’élastase vs 6 souris instillées au PBS (contrôle) à 21 jours de l’instillation. 6 souris instillées à l’élastase vs 6 souris instillées au PBS (contrôle) à 90 jours de l’instillation. Nous avons besoin d’une quantité suffisante de cellules pour faire au moins 6 puis d’organoïdes (correspondant à 6 souris) par condition pour obtenir un résultat significatif. Le choix du nombre d'animaux pour ce projet a été déterminé par rapport aux précédentes expérimentations effectuées sur des souris utilisées dans le cadre d'un autre projet.

Raffinement

Les animaux seront particulièrement suivis par le personnel qualifié de l'animalerie, avec une attention particulière sur l’aspect des animaux traités. Il y aura un présence quotidienne des zootechniciens et une surveillance accrue de notre part durant les 24h suivant l’instillation d’élastase. Les souris sont hébergées en groupe de 4 par cage. Les souris seront hébergées dans des portoirs ventilés avec un environnement enrichi. Les souris auront à leur disposition de la boisson et de la nourriture, des huttes en carton, des balles de coton, des feuilles de papier pour jouer et des baguettes de bois à ronger. En cas de mal être, les points limites suivants constituront des critères d'arrêt et conduiront à la mises à mort des souris : blessure, infection, masque facial ou signes de douleur.

Choix des espèces

La souris est un animal très utilisé dans la recherche translationnelle et son développement pulmonaire et cérébral est proche de celui de l'homme. Les possibilités d’analyse avec des anticorps sont importantes chez la souris et la mise au point de modèles génétiquement modifiés est bien développée chez la souris. Le modèle d’emphysème induit par l’élastase permet par une unique injection d’obtenir un emphysème important chez la souris. De plus, ce modèle est très utilisé dans la littérature pour étudier l’emphysème plutôt que, par exemple, le modèle d’exposition à la fumée de cigarette qui implique une exposition longue et pénible pour des animaux : 2h par jour pendant 6 mois pour obtenir un emphysème léger. Les animaux seront utilisé à l’âge 2 mois, correspondant à la fin du développement total de l’appareil respiratoire chez la souris.

  • Recherche appliquée
    • Troubles respiratoires
  • Recherche fondamentale
    • Système respiratoire
Souris : 450
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 450
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 450

450 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une intervention chirurgicale sur la trachée leur injecte un composé qui déclenche une fibrose pulmonaire, précédée d'injections d'anticorps ou d'aspirine visant les plaquettes, avec un risque de gêne respiratoire. Les animaux sont tués au bout de quatorze jours pour des lavages des bronches et le prélèvement des poumons. Le porteur affirme que la culture cellulaire ne reproduit pas la complexité d'un "organisme entier" et qu'il est "nécessaire" d'utiliser des animaux vivants.

Objectifs

Les plaquettes sont des éléments du sang connus pour leurs rôles dans la coagulation et la cicatrisation. Ce rôle cicatriciel est accompli par liaison des plaquettes au collagène via des molécules de liaison appelées récepteurs. Or, la fibrose peut se définir par une accumulation pathologique excessive de fibres de collagène. Le but du projet est donc d'étudier l'implication des plaquettes dans le développement de la fibrose pulmonaire et pouvoir identifier les récepteurs favorisant ce développement afin d'en faire des cibles thérapeutiques potentielles.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de pouvoir fournir des éléments supplémentaires sur les mécanismes des plaquettes impliquées dans la fibrose pulmonaire, qui est une pathologie pour laquelle il n'existe encore aucun traitement curatif. Nous allons utiliser des souris dont certains récepteurs plaquettaires ont été modifiés. Nous pourrons comparer les résultats obtenus dans les différentes lignées de souris afin de pouvoir mettre en évidence l'implication d'un récepteur en particulier dans cette pathologie, ce qui permettra peut-être de trouver un traitement.

Procédures

Les animaux, sous anesthésie et analgésie subiront une légère intervention chirurgicale d'une durée totale de 15 minutes consistant en une petite incision au niveau de la trachée qui permet d'y injecter un composé chimique induisant une fibrose pulmonaire. Avant cette chirurgie, certains animaux auront une injection intraveineuse d'anticorps ciblant les plaquettes sanguines, qui sera répétée 2 ou 4 fois en fonction de l'anticorps, ou auront de l'aspirine dans l'eau de boisson en continu afin d'inactiver les plaquettes. Juste avant la chirurgie et à la fin de la procédure qui dure 14 jours , les animaux auront également un prélèvement sanguin sous anesthésie et analgésie.

Impact sur les animaux

Des projets menés au laboratoire sur le thème du développement de la fibrose pulmonaire nous indique que le bien être de l'animal n'est pas altéré, les souris sont alertes et dynamiques. Cependant, il est possible dans de rares cas que la souris ressente une légère gêne respiratoire. Les injections intraveineuses répétées et la suture (3 points) au niveau de la trachée peuvent également engendrer une gêne modérée.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de laprocédure s'ils n'atteignent pas les points limites défini dans ce projet avant. Cela est nécessaire pour effectuer les prélèvements (sang, lavages broncho-alvéolaires et poumons) qui vont permettre d'analyser la fibrose pulmonaire et les marqueurs plaquettaires et inflammatoires .

Remplacement

Nous n'avons pas la possibilité de remplacer les animaux dans ce projet. En effet, même si la culture cellulaire nous permet, au sein de ce projet, d'étudier les molécules inflammatoires produites par les cellules pulmonaires impliquées dans la pathologie que nous étudions, elle ne permet pas de reproduire la complexité de fonctionnement d'un organisme entier en cas de développement d'une fibrose pulmonaire. Il n'existe pas de dispositif aujourd'hui permettant de mimer tous les paramètres conduisant à la maladie. Il est nécessaire d'utiliser des animaux vivants pour étudier le rôle des plaquettes dans cette pathologie.

Réduction

Nous ferons appel à des techniques permettant l'analyse de plusieurs paramètres sur un même prélèvement. En effet, nous réaliserons un lavage des bronches et des alvéoles puis nous récupèrerons les poumons afin de procéder à différents marquages plaquettaires ainsi qu'un dosage du collagène. Nous pourrons donc réaliser des analyses histologiques et des dosages sur le poumon d'une même souris afin de limiter le nombre de souris à utiliser. Le nombre d’animaux nécessaire à notre étude a été déterminé grace aux données disponibles dans la littérature et au sein de notre laboratoire lors d'études précédentes. Des tests statistiques pour connaitre le nombre de souris minimum nécessaire ont aussi été réalisés.

Raffinement

Les animaux seront suivis tout au long du protocole et tout sera mis en oeuvre pour éviter toute souffrance (anesthésie, analgésie). La douleur post-opératoire est traitée préventivement grâce à l’administration d'un antidouleur. Les jours suivant la chirurgie, l'apparence des souris (cicatrisation de la plaie, posture de la souris, souris prostrée ou pas, déplacements ou pas, vitesse de respiration) et leur poids seront suivis quotidiennement et des points limites précoces ont été mis en place pour leur éviter toute souffrance inutile.

Choix des espèces

Notre modèle de fibrose pulmonaire chez la souris est le plus utilisé et le mieux décrit dans la littérature scientifique. En effet, il est utilisé depuis plusieurs décennies et permet de retrouver des caractéristiques proches de la pathologie humaine . Les animaux sont utilisés à l'âge adulte entre 8 et 12 semaines, la pathologie étant trop sévère chez des souris âgés. De plus, l'utilisations de souris jeunes permet de diminuer le risque de mortalité dû au développement de la fibrose.