Troubles respiratoires
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies des plantes
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Caractérisation du modèle préclinique d’infection par la coqueluche et évaluation de l’efficacité et de l’immunogénicité vaccinale.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles respiratoires
150 babouins vont être utilisés dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés, 48 d'entre eux étant classés en souffrance légère. Les nouveau-nés et les jeunes sont infectés par la coqueluche, reçoivent une implantation chirurgicale de puces, des exérèses ganglionnaires répétées et des lavages bronchiques, tandis que les mères gestantes sont gardées en vie et renvoyées au centre de reproduction. Le porteur indique que l'infection peut provoquer fièvre, toux, vomissements et détresse respiratoire, et que les nouveau-nés et juvéniles seront euthanasiés pour des analyses histologiques. Il affirme que le babouin est le "seul modèle" reproduisant les symptômes humains et permettant d'évaluer l'immunogénicité et l'efficacité des vaccins.
Objectifs
La coqueluche est une pathologie des voies respiratoires causée par la bactérie Bordetella pertussis. Chez certains patients, les symptômes coquelucheux (fièvre, toux) peuvent évoluer vers une détresse respiratoire sévère, voire le décès. Cette pathologie touche en majorité les nourrissons et les jeunes enfants, dont le système immunitaire est encore immature. Néanmoins, aujourd’hui, les cas de coqueluche chez des enfants plus âgés voire des adultes sont de plus en plus fréquents. Depuis les années 1940-50, des vaccins « ancienne génération » ont été mis au point pour l’immunisation des populations. Cependant, depuis les années 1990 et par crainte d’effets indésirables (tels que fièvre et/ou réaction inflammatoire au site d’injection), des vaccins « nouvelle génération » sont aujourd’hui utilisés dans la plupart des pays industrialisés. Depuis ce changement de paradigme vaccinal, une résurgence de cas de coqueluche a été détectée. Des études épidémiologiques, cliniques et précliniques ont montré que l’immunité induite par la vaccination contre la coqueluche diminue rapidement et particulièrement avec les vaccins nouvelle génération. Ces derniers protègent de la maladie mais pas de la colonisation bactérienne ou de la transmission. Ainsi après plus de 20 ans d’utilisation, les enfants vaccinés dans les années 90 avec ce vaccin ont eu des enfants et les cas de coqueluche ont augmenté. Le besoin de développer de nouveaux vaccins contre la coqueluche, induisant une immunité durable et protégeant des symptômes mais aussi de la colonisation bactérienne et de la transmission, sans induire d’effets secondaires indésirables, est donc nécessaire. Ce projet est la continuité d'un projet européen initié en 2016, qui vise à mieux caractériser le modèle animal d'infection par la bactérie B. pertussis pour 1/ caractériser la transmission, l'infection et l'évolution de la maladie, notamment par imagerie non invasive in vivo ; 2/ caractériser la réponse immunitaire induite par les deux générations de vaccins, et la comparer avec les données obtenues chez l'humain pour mieux comprendre les changements observés dans l'épidémiologie de la coqueluche, notamment chez les femelles gestantes et les nouveau-nés (la coqueluche touchant majoritairement les nouveau-nés chez l'humain) ; 3/ évaluer l’efficacité vaccinale de nouveaux candidats vaccins contre la coqueluche.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont : - Avoir un modèle animal d’infection par la bactérie B. pertussis bien caractérisé reproduisant la physiopathologie humaine (transmission, l'infection et l'évolution de la maladie, notamment par imagerie non invasive in vivo) pour évaluer l’efficacité de futurs candidats vaccins ou de futurs traitements en essais précliniques. - Caractériser la réponse immunitaire induite par les deux générations de vaccins actuels, comparé avec les données obtenues chez l'humain pour mieux comprendre les changements observés dans l'épidémiologie de la coqueluche, notamment chez les femelles gestantes et les nouveau-nés (la coqueluche touchant majoritairement les nouveau-nés chez l'humain) permettrait d’orienter le développement de nouveaux candidats vaccins plus efficaces. - D’identifier de nouveaux candidats vaccins contre la coqueluche plus efficaces.
Procédures
Prélèvements lors d’une même anesthésie -Sang, 2 fois maximum par semaine (intervention 5 minutes). -Secrétions au niveau des sites infectieux et des muqueuses, 2 fois maximum par semaine. Un minimum de 1 semaine sera prévu entre chaque lavage bronchique (intervention 30 minutes). -Exérèses ganglionnaires (1biopsie max/2semaines ; changement de site à chaque exérèse (inguinal et axillaire ; droite et gauche)) (intervention 45 minutes). -Implantation chirurgicale de puces de mesures de paramètres cliniques (température, toux, activité de l’animal, fréquence cardiaque et respiratoire…etc…) en début de procédure (intervention 45 minutes). Les puces seront implantées chez des animaux étant à minima juvéniles.
Impact sur les animaux
La coqueluche étant une pathologie des voies respiratoires, les nuisances ou effets indésirables, selon la sévérité des symptômes, peuvent se traduire par : - Fièvre => pouvant aller jusqu’à 1 semaine - Inactivité => pouvant aller jusqu’à 1 semaine - Déshydratation => pouvant aller jusqu’à 1 semaine - Perte de poids => pouvant aller jusqu’à 1 semaine - Toux qui peut évoluer rapidement en quintes de toux => pouvant aller de 3 à 6 semaines - Vomissements liés aux quintes de toux => pouvant aller de 3 à 6 semaines - Ecoulement nasal => pouvant aller de 3 à 6 semaines - Détresse respiratoire liée à une toux intense => pouvant aller jusqu’à 1 semaine La vaccination peut notamment induire des effets secondaires tels que : - Œdème et/ou érythème au site d’injection => pouvant aller jusqu’à 48h - Fièvre => pouvant aller jusqu’à 48h - Inactivité => pouvant aller jusqu’à 48h - Déshydratation => pouvant aller jusqu’à 48h - Perte de poids => pouvant aller jusqu’à 48h La pose d’un dispositif télémétrique peut induire des effets secondaires tels que : - Douleur au site d’insertion => pouvant aller jusqu’à 72h - Inflammation => pouvant aller jusqu’à 72h - Infection de la plaie => pouvant aller jusqu’à 72h
Devenir
Les animaux juvéniles et les nouveau-nés seront euthanasiés pour des études histologiques et anatomopathologiques. Les mères seront gardées en vie et seront renvoyées au centre de reproduction après avis favorable du vétérinaire de l’installation.
Remplacement
Le projet consiste à mettre en place un modèle d’étude de la coqueluche et à évaluer la protection induite par les différents vaccins contre la coqueluche. Ce type d’évaluation nécessite de disposer d’un modèle expérimental entier permettant d’associer les différentes composantes des réponses immunitaires suite à l’infection et à une vaccination. A ce jour, ces différents éléments ne peuvent pas être étudiés ni in vitro ni dans des modèles de petits animaux. Le babouin a été sélectionné car l’infection par Bordetella pertussis (agent bactérien responsable de la coqueluche), la réponse immune à l’infection et vaccinale chez cette espèce sont similaires à celles de l’homme, et notamment du jeune enfant.
Réduction
Notre expérience nous a montré que pour pouvoir comparer les différentes conditions et obtenir des résultats concluants, le nombre d’animaux dans chaque groupe est réduit au minimum nécessaire et sera de 12 animaux par groupe maximum. Afin de réduire au maximum le nombre d’animaux, nous limiterons le nombre d’animaux contrôles non vaccinés en incluant des contrôles historiques au sein des études. Enfin, les données d’études pilotes réalisées dans d’autres projets nous permettront de réduire au maximum le nombre d’animaux par groupe. Des test statistiques adaptés ont été mis en place pour déterminer le nombre d’animaux nécessaires.
Raffinement
Les animaux sont observés quotidiennement. Des points limites sont prévus et le vétérinaire de l’installation sera alerté en cas d’apparition de signes cliniques inattendus afin d’adapter le suivi et les soins aux animaux. Les interventions seront réalisées sous anesthésie générale pour éviter le stress et d’éventuelles douleurs. Les babouins nouveau-nés resteront avec leur mère jusqu'à leur sevrage. Les animaux sevrés seront hébergés en groupes avant exposition et en hébergements individuels contigus permettant des interactions sociales pendant la phase d’infection (pendant 8 semaines maximum) et remis en groupe dès que possible. Ces hébergements permettent des interactions visuelles, auditives et olfactives mais pas de contacts physiques pour éviter la transmission de l’infection et la surexposition. L’enrichissement sera augmenté pour les animaux hébergés individuellement. Un suivi par télémétrie sera mis en place pour évaluer différents paramètres tels que la température, la toux, l’activité de l’animal, la fréquence cardiaque et respiratoire, la pression artérielle etc. Ce système permettra d’obtenir un suivi plus régulier des signes cliniques des animaux et de limiter autant que possible le nombre d’interventions. A l’aide de dispositifs d’enregistrement et d’accès aux données en temps réel, nous pourrons notamment intervenir plus rapidement en cas de dégradation de l’état de santé des animaux.
Choix des espèces
Le babouin a été sélectionné pour ce projet car il est le seul modèle réunissant les éléments nécessaires à l’évaluation de l’infection par Bordetella pertussis et des vaccins. C’est la seule espèce animale connue à reproduire les symptômes coquelucheux retrouvés chez l’homme. Le système immunitaire de cette espèce est proche de celui des humains et les réponses vaccinales dans cette espèce sont semblables à celles observées chez l’homme. C’est donc le seul modèle permettant d’évaluer à la fois l’immunogénicité et l’efficacité de vaccins. Ce projet a pour objectif d’étudier les réponses immunitaires lors de l'administration de vaccins et l’infection par Bordetella pertussis chez les nouveau-nés, les jeunes babouins sevrés et les femelles gestantes. Le système immunitaire évolue en fonction du stade de développement, de l’âge et de la gravidité des animaux. Il est donc nécessaire de réaliser ces études chez des animaux des trois stades de développement cités ci-dessus. Le projet implique en majorité de jeunes babouins (8-14 mois en moyenne), des babouins nouveau-nés, des femelles gestantes.
Enseignement du prélèvement pulmonaire et de la perfusion ex vivo des poumons dans le modèle porcin.
- Enseignement supérieur
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
200 cochons vont être utilisés, opérés sous anesthésie profonde et tués sans reprise de conscience, dans des procédures menées sans réveil. Chaque animal subit une intervention chirurgicale de moins d'une heure puis une mise à mort par exsanguination, non pour produire des connaissances mais pour enseigner à des étudiants et à des chirurgiens le prélèvement des poumons, y compris "à cœur battant". Les poumons sont ensuite prélevés pour des exercices de perfusion. Le porteur affirme que les simulateurs et films pédagogiques ne peuvent remplacer l'animal vivant pour reproduire les contraintes de l'ouverture du thorax.
Objectifs
L’objectif du projet est d’enseigner aux étudiants en médecine de troisième cycle, les techniques chirurgicales qui permettent le prélèvement des poumons chez le porc en deux situations : a)Sous analgésie et anesthésie profonde, ainsi qu’en présence de la circulation sanguine (« à cœur battant »), modélisant le prélèvement réalisé chez le donneur en mort cérébrale et donc ayant encore le cœur battant. b)Après anesthésie et euthanasie modélisant le prélèvement pulmonaire chez le donneur après arrêt cardiaque (nouveau vivier de donneurs autorisé en France depuis 2014). Les poumons serviront par la suite à la mise en place de la perfusion pulmonaire ex vivo a but pédagogique : pour les étudiants en médecine de troisième cycle et pour les chirurgiens thoraciques du monde entier formés à la transplantation pulmonaire lors de séminaires de formations.
Bénéfices attendus
Le porc est le modèle le plus pertinent pour la transplantation pulmonaire humaine en raison des similitudes anatomiques, physiologiques et immunologiques avec l’humain. Le nombre de transplantations pulmonaires a augmenté ces dernières années dans le monde. La pénurie d’organes pour la transplantation pulmonaire est due à la pénurie de donneurs et aux faibles taux de possibilité d’utilisation des poumons donneurs. Le modèle porcin permet la mise au point des méthodes de récupération de poumons qui ne sont pas éligibles à la transplantation, telles que la perfusion pulmonaire ex-vivo. On reproduit ainsi dans le modèle porcin les conditions pathologiques responsables de l’exclusion de ces poumons chez l’humain qui pourraient être utilisés pour la transplantation pulmonaire. C’est le cas des organes récupérés chez certain donneurs lors du décès prononcé après une limitation des thérapeutique active. Ces poumons sont considérés comme étant à risque élevé de dysfonction post-transplantation pour cause d’absence de vascularisation durant une période prolongée à température ambiante. La perfusion pulmonaire ex-vivo utilisée en routine clinique a montré que la méthode était sure et reproductible pour une optimisation de la fonction pulmonaire de greffons dont toutes les caractéristiques ne sont pas optimales. Les bénéfices attendus du projet sont les suivants : - La formation et l‘enseignement des étudiants en médecine de troisième cycle aux techniques chirurgicales permettant la récupération d’organes chez les patients donneurs. - La formation des chirurgiens thoraciques des équipes de transplantation pulmonaire du monde entier à la mise en place de circuits perfusion pulmonaire ex-vivo. - Amélioration des méthodes ex vivo pour la récupération d’organes donneurs pour la transplantation - La caractérisation des cellules immunitaires colonisant les poumons à l’état basal.
Procédures
Les animaux subissent une unique intervention chirurgicale sous analgésie et anesthésie profonde d’une durée courte inférieure à 1 heure et ils sont euthanasiés par exsanguination. : Les animaux sont euthanasiés après anesthésie générale courte inférieure à 1 heure.
Impact sur les animaux
Douleur : adaptation de la prise en charge en fonction des modifications des paramètres physiologique. Trouble du rythme cardiaque au moment de l’induction anesthésique et de la sternotomie dans la procédure 1. Hémorragie lors la dissection du médiastin. Hyperthermie maligne au moment de l’induction anesthésique. L’intégralité des gestes expérimentaux seront faits sous anesthésie profonde sans réveil avant une euthanasie finale, réduisant les nuisances au stress des animaux lors de leur préparation.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour prélever les poumons.
Remplacement
Des alternatives pour l’apprentissage de la chirurgie existent : des films pédagogiques, des modèles inertes mimant des organes ou des organismes entiers ou encore des logiciels de simulation sur ordinateur. Ces alternatives sont utilisées en amont de ces séances d’apprentissage sur l’animal vivant mais ne peuvent pas les remplacer. Pour le cas particulier de la chirurgie thoracique, il y a besoin d’un organisme vivant mimant les contraintes mécaniques et physiologiques lors de l’ouverture de la paroi thoracique : la résistance des plans osseux, la fragilité des vaisseaux, les contraintes liées aux mouvements des poumons sous ventilation assistée
Réduction
Les poumons prélevés lors de ces séances d’apprentissage seront utilisés pour améliorer les méthodes de perfusion pulmonaire ex-vivo ou bien pour la caractérisation des cellules pulmonaires à l’état basal, en absence du stress oxydatif. Ces approches permettent de réduire le nombre d’animaux en combinant les séances d’enseignement avec l’utilisation des organes prélevés pour les deux thématiques mentionnées.
Raffinement
Les animaux arrivent dans la structure d’hébergement de transition du fournisseur après transport spécialisé. Ils restent dans cette structure durant au moins 7 jours, ce qui leurs permet de s’acclimater à leur nouvel environnement et avec une surveillance régulière du personnel. Ils sont nourris deux fois par jour et bénéficient d’un enrichissement du milieu par des chaines et des jouets. Ils seront transportés en cages de transport avec litière de copeaux afin de limiter leur stress lors du transfert au sein de la plateforme chirurgicale.
Choix des espèces
Le porc est le modèle le plus pertinent pour la transplantation pulmonaire humaine en raison de similitudes anatomiques, physiologiques et immunologiques avec l’humain. Animaux jeunes d’environ 100 jours d’âge dont les poumons ont une taille la plus proche possible de celle des poumons humains adultes.
Les techniques d’embryologie réalisées sur des modèles génétiquement modifiés
- Production de routine
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Contrôles de qualité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 12000
87 000 rongeurs, 75 000 souris et 12 000 rats, vont être utilisés dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à sévère, une partie tuée en fin de procédure et les femelles réimplantées avec succès transférées en élevage. Ils subissent vasectomies, réimplantations d'embryons et chirurgies sous anesthésie, avec prélèvements sanguins et injections, pour créer, congeler et régénérer des lignées génétiquement modifiées destinées à la communauté scientifique. Le porteur présente la cryoconservation et la fécondation in vitro comme des avancées réduisant le nombre d'individus utilisés. Il affirme que seul le recours à des "organismes entiers" vivants permet d'étudier les conséquences d'une modification génétique.
Objectifs
L’objectif du projet est de permettre la création, la cryoconservation et la redérivation de lignées de rongeurs génétiquement modifiés pour le compte de la communauté scientifique. Les animaux génétiquement modifiés sont utilisés comme modèle expérimental pour la recherche ou pour le développement de médicaments. À la vue du nombre croissant de modèles génétiquement modifiés, la cryoconservation de ceux-ci est devenue indispensable pour réduire le nombre d’animaux vivants utilisés pour une conservation du modèle génétique et sécuriser les lignées des éventuelles dérives génétiques, contaminations, catastrophe naturelle …
Bénéfices attendus
La création de lignées par réimplantation d’embryons permet l’obtention de modèles génétiquement modifiés ciblant un ou des gênes d’intérêt, modèle capital dans la compréhension des mécanismes physiologiques et physiopathologies des maladies, des médicaments et autres domaines de recherche. La cryoconservation des modèles génétiquement modifiés est devenue indispensable pour réduire le nombre d’animaux utilisés pour une conservation du modèle génétique et sécuriser les lignées des éventuelles dérives génétiques, contaminations, catastrophe naturelle… La redérivation de lignées génétiquement modifiées par réimplantation d’embryons permettra aux chercheurs d’avoir des animaux dont le statut sanitaire sera maitrisé et évitera ainsi tout éventuel impact du statut sanitaire sur l’expression du phénotype. Les résultats des essais réalisés sur cette lignée redérivée seront alors plus précis et limiteront donc le nombre d’animaux utilisés. La stimulation des femelles par traitement hormonal permet de synchroniser les individus et augmenter le nombre d’ovocytes collectés par femelle. Cette approche présente une avancée éthique considérable.
Procédures
Tous les animaux utilisés dans le cadre de vasectomie ou de réimplantation d’embryons seront soumis à une procédure chirurgicale unique d’une durée de 20 minutes à 1 heure sous anesthésie générale. Selon les besoins du projet, les animaux pourront être soumis à des prélèvements sanguins (maximum 4 prélèvements sanguins par jour). Selon le besoin des projets, les animaux pourront être soumis à des injections intrapéritonales. Les actes de prélèvements et d’injection ont une durée d’une dizaine de secondes à une minute. Selon les besoins du projet, les animaux hébergés soumis aux nuisances énoncées pourront être de phénotype dommageable.
Impact sur les animaux
Douleur, stress et perte de poids dûs aux contentions,aux injections de stimulations (72h max) et aux transferts entre les différentes zones. Douleur, stress et perte de poids dûs aux procédures chirurgicales et à la récupération post-opératoire (12h max).
Devenir
Les animaux sont transférés en zone d’élevage interne pour les femelles réimplantées avec succès. Tous les autres animaux sont mis à morts en fin de procédure expérimentale ou dans le cas d’atteinte d’un point limite.
Remplacement
Aucune méthode alternative ne peut remplacer ce projet qui vise à fournir aux scientifiques les animaux 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. L’intérêt de disposer d’organismes vivants et entiers est de pouvoir observer ceci dans l’ensemble des organes, tissus et fonctions physiologiques.
Réduction
Basé sur nos données historiques, nous évaluons le nombre d’animaux requis pour répondre aux besoins des scientifiques. La technique de production d’embryons par Fécondation In Vitro pour les souris présente une avancée éthique considérable pour la réduction du nombre d’individus utilisés comparée à une technique d’accouplement naturel. La cryoconservation du potentiel génétique permet de réduire le nombre d’animaux requis pour la conservation ou la redérivation d’une lignée. La réduction du nombre d’animaux utilisés dans ce projet repose sur : l'expertise de l’équipe embryologie et sa maitrise des procédures, les conditions expérimentales, le suivi des données techniques, l’observation de l’état clinique de l’animal afin d’adapter les traitements post-opératoires et de diminuer la mortalité éventuelle.
Raffinement
Le contrôle de la douleur est réalisé lors des procédures chirurgicales par une administration d’analgésique avant et après la chirurgie ainsi qu’en cas de besoin. L’utilisation complémentaire d’anesthésique local peut être effectuée, si nécessaire. Une injection systématique sous-cutanée de sérum physiologique de réhydratation est pratiquée après la chirurgie pour tous les animaux. La technique chirurgicale est régulièrement raffinée (dilacération plan musculaire vs incision …) afin de minimiser les nuisances liées à l’acte. Une observation quotidienne de l’état clinique général des animaux est réalisée tout au long de la procédure. 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.
Choix des espèces
Le choix de l’espèce et de la souche est très généralement effectué par le scientifique. Le rat et la souris sont des animaux couramment utilisés dans ce type de projet. Ce sont des mammifères dont l’anatomie et la physiologie sont proches de l’homme, la disponibilité de données historiques chez ces espèces permet d’obtenir des informations fiables et pertinentes Pour la stimulation hormonale, sont concernés que les animaux de 3 semaines minimum, dont la taille et le poids sont compatibles avec l’injection d’hormones, selon les recommandations éthiques en vigueur. Pour la vasectomie, sont concernés des animaux de 3 à 10 semaines. Pour la réimplantation d’embryons, sont concernés des animaux de 7 à 14 semaines
Evaluation d’un adhésif chirurgical sur l’aérostase sur modèle porcin
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles respiratoires
6 cochons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque animal subit une thoracotomie et une résection d'une partie du poumon sous anesthésie, avec pose d'un drain, l'intervention durant une à trois heures, pour évaluer une colle chirurgicale censée réduire les fuites d'air après opération. Le porteur mentionne des risques de troubles du rythme respiratoire, d'hémorragie et de douleurs, et une mise à mort au septième jour pour examiner les poumons. Il qualifie les enjeux médico-économiques de "majeurs" et présente le porc comme un "modèle de référence" pour la chirurgie pulmonaire, irremplaçable in vitro.
Objectifs
Le cancer du poumon représente le cancer le plus meurtrier au monde avec 1,8 millions de décès en 2020. Le traitement indiqué pour cette pathologie est la résection du poumon. Toutefois celle-ci provoque des fuites d’air (aérostase) pulmonaires de manière systématique le long de la ligne de suture réalisée aujourd’hui par des agrafes. Un drain thoracique est ainsi systématiquement posé afin de prévenir d’un pneumothorax, nécessitant une hospitalisation en soins chirurgicaux intensifs d’une durée moyenne de 5 jours. Aussi, la prévention ou l'élimination des fuites d'air permettrait de limiter les complications post-opératoires, et par conséquent une décharge hospitalière plus rapide Un collage efficace permettrait de réaliser une étanchéification de la ligne d’agrafe (aérostase), et diminuer ainsi la durée du drainage thoracique. Des colles chirurgicales existent sur le marché mais leur efficacité pour cette application est controversé et les études. L’objectif de ce projet est d’évaluer une nouvelle colle permettant d’apporter un collage efficace de la ligne d’agrafe, afin de réaliser une aérostase de qualité, et ainsi diminuer les risques post-opératoires, la durée du drainage thoracique, et donc le temps d’hospitalisation.
Bénéfices attendus
Les résections pulmonaires en chirurgie thoracique entraînent des fuites aériennes inévitables qui se développent dans les zones de dissection ou le long de lignes de suture par agrafage. Lorsque ces fuites durent plus de 7 jours (FAP), elles sont liées à une morbidité et mortalité accrue des patients, et nécessitent d’autres interventions. Les enjeux médico-économiques liés à ce projet sont donc majeurs. Les bénéfices attendus sont l’amélioration de la qualité de vie du patient, la réduction du temps d’hospitalisation, la réduction drastique des coûts des soins.
Procédures
Les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale sous anesthésie générale, et sous antalgiques afin de réaliser une résection pulmonaire par thoracotmie. Un drain sera posé sur la plaie afin de prévenir les fuites d'air par la ligne de suture. L'intervention chirurgiale dure entre 1 et 3 heures. En post opératoire, les animaux seront maintenus en espace restreint tant que le drain sera en place afin de limiter les risques d'arrrachage du drain par l'animal. Les traitements médicamenteux permettront de réduire les risques de douleur, d'infetion et d'inflammation.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables sont : En per opératoire : La procédure opératoire se déroule entièrement sous anesthésie générale. • trouble du rythme respiratoire : celui-ci sera contrôlé tout au long de l’intervention et des antiarythmiques seront administrés si besoin • hémorragie, contrôlable par les moyens chirurgicaux disponibles (ligature chirurgicale, compression) ou incontrôlable par rupture d’un vaisseaux cervicales type carotide ou jugulaire. • Douleurs : Celles-ci seront maitrisées par administration préalable d’antalgiques locaux ou généraux • Toutes lésions accidentelles des tissus mous du site opératoire durant la chirurgie • En post opératoire : • Douleurs : Celles-ci seront soulagées par administration préalable d’antalgiques et d’anti-inflammatoire • Infections (pneumopathies, par administration quotidienne d’antibiotique pendant les 7 jours de la procédure. • Embolie pulmonaire, prévenue par administration d’anti-coagulant durant les 3 premiers jours post-opératoire • Stress lié à la restriction des mouvements en cage : nous habituerons préalablement les animaux à cet hébergement pendant la phase d’acclimatation. Ces troubles seront évalués lors du suivi quotidien des animaux, par l’observation du comportement, et les mesures des paramètres suivant : température, fréquence cardiaque, fréquence respiratoire, saturation pulsée en oxygène (SpO2) et radio-thoracique.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin du projet afin de récupérer les poumons et regarder macroscopiquement la qualité de la suture pulmonaire à J7.
Remplacement
Le modèle animal assure une expérimentation irréalisable chez l’homme. Notre projet vise à démontrer le potentiel d’une nouvelle colle permettant d’ apporter un collage efficace afin de réaliser une aérostase de qualité lors des sutures pulmonaires . Sa réalisation nécessite un environnement tissulaire, et fonctionnel complexe en conditions réelles de flux (sanguins et respiratoire), impossible à reproduire sur simulateur ou in vitro.ne pouvant être approché par des modèles numériques ou in vitro. Le choix d’un modèle animal possédant une anatomie et une physiologie proche de l’homme est essentiel.
Réduction
Cette étude est une étude préliminaire pour valider la faisabilité du modèle et du traitement, afin de dérisquer une étude future d’efficacité et de sécurité sur un plus grand nombre d’animaux. Cette étude préliminaire sera réalisée de façon séquentielle afin d’adapter si nécessaire certains gestes lors de la chirurgie ou du suivi. Le premier animal permettra d’évaluer le protocole sur un seul poumon traité, et les animaux suivant permettront d’évaluer la faisabilité de traiter les deux poumons simultanément, afin de réduire dans l’étude future le nombre d’animaux.
Raffinement
Les porcs arriveront sur place 7 jours minimum avant la procédure pour leur permettre de s’habituer aux lieux et aux manipulations (cage, pansement), et ainsi diminuer leur stress. Ils seront logés dans un box sur litière de paille (permettant d’exprimer leur comportement de fouissement) agrémenté de jouets. Avant la chirurgie, ils seront logés en groupe (sauf pendant les moments d’habituations aux pansements/drains/cage). Après la chirurgie ils seront logés seuls dans des espaces restreints (cages) tant que les fuites pulmonaires persisteront (attendu entre 3 et 5 jours, 7 jours maximum) afin de limiter les risques d’arrachage du drain ou des cathéters, puis à nouveau dans un box après retrait des drains. Des jeux seront également placés dans la cage. Un contact visuel et auditif sera maintenu entre les animaux tout au long des périodes d’isolement. Les animaux seront alimentés avec l’aliment de leur élevage d’origine afin de diminuer leur stress. La chirurgie se déroulera sous anesthésie générale (AG) et sous antalgiques. Pendant toute la durée de l'anesthésie, l'animal sera placé sur une couverture chauffante. Pendant les 7 jours post chirurgicaux, les animaux seront maintenus sous analgésie, sous anti-inflamatoire, et sous antibiotique pour limiter tout risque de douleur ou d’infection. Les animaux seront observés plusieurs fois par jour (au minimum deux fois par jour lorsqu’ils seront en box, et 4 fois par jour lorqu’ils seront en cage). Tous signes de mal-être ou de souffrance inhabituels seront immédiatement signalés au responsable de l’expérimentation. Les animaux qui présenteraient des signes de mal-être ou de souffrance seront soignés et si jugé nécessaire par le vétérinaire traitant retirés de l’essai.
Choix des espèces
La taille et la physiologie du système pulmonaire du porc sont assez proches de celui de l'homme. De plus, c’est un des modèles de référence pour les travaux chirurgicaux sur les poumons car les techniques générales de chirurgie pulmonaire peuvent être translatées. Les animaux auront un poids d’environ 40 kg et ils auront entre 2.5 mois et 4 mois.
Evaluation des CAR-T Cells pour traiter la fibrose dans la Dystrophie Musculaire de Duchenne dans un modèle murin
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles respiratoires
300 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Porteuses d'un modèle de la myopathie de Duchenne, elles reçoivent des injections répétées de lymphocytes T génétiquement modifiés, des prélèvements sanguins, des échocardiographies sous anesthésie et une mesure de force par stimulation du nerf sciatique, avant la mise à mort pour prélever le cœur et les muscles. Le porteur décrit un affaiblissement musculaire et une baisse modérée de la fonction cardiaque liés au modèle lui-même. Les bénéfices annoncés pour les patients sont renvoyés à une utilisation future, et le porteur revendique la souris comme une source "unique et indispensable" faute de système in vitro reproduisant la maladie.
Objectifs
La Dystrophie Musculaire de Duchenne (DMD) est une pathologie neuromusculaire grave. Elle est causée par des mutations du gène de la dystrophine qui assure la stabilité structurelle des muscles squelettiques et cardiaque. Chez les patients DMD, les fibres musculaires sont progressivement endommagées et remplacées par du tissu fibreux et adipeux. La présence d’une quantité importante de tissus fibreux (fibrose) dans le muscle des patients est l’une des causes communes aux échecs des thérapies géniques et cellulaires en développement. Pour cette raison, il est cliniquement pertinent de réduire la quantité de tissus fibreux comme une nouvelle piste dans la prise en charge de la DMD. L’une de ces pistes consiste à cibler et dégrader une protéine présente en grande quantité au niveau des tissus fibreux et ceci à l’aide de lymphocytes T génétiquement modifiés ou de nanoparticules lipidiques permettant de cibler spécifiquement cette protéine. Une étude de preuve de concept que ces stratégies étaient capables de limiter la fibrose cardiaque dans un modèle murin de cardiopathie a été préalablement réalisée. Cette pathologie diffère toutefois de la DMD, il est donc important d’établir si les conclusions initiales positives sont extrapolables à la DMD. L’objectif de ce projet est donc d’évaluer les effets thérapeutiques de lymphocytes T génétiquement modifiés dans des modèles murins de DMD. A l’issue de ces expériences, nous pourrons déterminer si cette thérapie est efficace pour réduire la fibrose musculaire et cardiaque induite par la DMD.
Bénéfices attendus
La mise en évidence d'une réduction de la fibrose et d'une amélioration de la fonction cardiaque et musculaire par une approche d'immunothérapie basés sur l’administration de lymphocytes-T spécifiques dans des modèles murins de la dystrophie de Duchenne constitue un préalable important pour une utilisation future et sûre chez l’homme. L’objectif de ce projet est de développer un médicament biologique susceptible d’améliorer le pronostic de la dystrophie de Duchenne à travers une réduction de la fibrose et l'amélioration des fonctions cardiaques et musculaires dont souffrent les patients. Ce projet permet également d’ouvrir la piste d'une utilisation des approches d'immunothérapie dans le contexte des maladies génétiques rares et ceci en combinaison avec une thérapie génique à visée curative.
Procédures
Les interventions sur les animaux seront 1- Injection intra-péritonéale en solution saline (150 microlitres, réalisée en quelques secondes) -2 Injections intra-veineuse caudale espacées d'une semaine (solution isotonique saline contenant ou pas des lymphocytes) réalisés sous anesthésie avec un volume de 150 microlitres, avec une durée d'environ 5 minutes - 3 Prélèvements sanguins (une goutte, environ 50microlitre) espacés d'une semaine pour les deux premiers et 3 mois plus tard pour le dernier avec une durée d'une minute -Echocardiographie réalisé sous anethésie (fréquence 3, durée 20 minutes). -Test de préhension (Fréquence 5; Durée 2 minutes) qui consiste à mesurer la capacité de la souris à s'agripper sur une grille et de ce fait nécessite que l'animal soit éveillé. Cet examen n'est pas invasif et ne provoque donc aucune douleur chez l’animal. Le test de préhension n’occasionne pas de souffrance chez l’animal. -Mesure de la force musculaire suite à une stimulation du nerf sciatique réalisée sous anesthésie générale et analgésie (Fréquence 1; durée 15 minutes). A l'issue de ce test la procédure sera achevée pour procéder à l’analyse histologique des tissus afin de récolter les données. Ainsi, toutes les manipulations chez l’animal durant nos procédures seront réalisées sous anesthésie générale et si nécessaire analgésie, garantissant une pénibilité minimale pour celui-ci à l’exception du test de préhension et du prélèvement sanguin. Une grille d’évaluation des points limites sera établie. Si une souris présente des signes de stress ou de souffrance sans que le point limite soit franchi, il sera reconnu comme souffrant. L’animal sera mis sous surveillance accrue (avec marquage de cage par carte) et l’administration d’un analgésique sera envisagée en cas de nécessité. Tous les animaux qui ont atteint les points limites seront sortis de protocole précocement.
Impact sur les animaux
Ici, les souches de souris étudiées ont été choisies pour mimer la pathologie humaine. Les effets indésirables consistent en l'affaiblissement musculaire et une réduction modérée de la fonction cardiaque. La contention pour l'injection intra-péritonéale et le prélèvement sanguin pourrait générer du stress à l'animal, cependant le même expérimentateur sera chargé de l'acte et les souris seront préalablement habituées à la personne. Le prélèvement de sang (une goutte) peut occasionner un léger stress chez l'animal, ce niveau de stress est équivalent à l'effet d'une piqure. Le test de préhension n’occasionne pas de souffrance chez l’animal.
Devenir
A l'issue de cette procédure, l'ensemble des souris impliqué dans le protocole sera euthanasié par une méthode réglementaire et ceci afin de récolter les différents tissus (coeur, muscles) et procéder à l'examen histologique et moléculaire de ces tissus et receuillir ainsi les donnés indispensables pour évaluer l'efficacité de l'approche thérapeutique mise en place.
Remplacement
En amont de l’administration de cette thérapie dans le modèle murin, une évaluation de la fonctionnalité des CAR-T cells est mise en place in vitro via des tests cytotoxiques sur des modèles cellulaires musculaire et cardiaque. Ainsi, ne sont administrés aux animaux que des traitements ayant fait la preuve de leur fonctionnalité in vitro. Cependant, les modèles murins restent une source unique et indispensable pour évaluer une amélioration histologique et fonctionnelle induite par le traitement testé. De plus, ces modèles nous permettront d’obtenir des informations sur le profil de sécurité de ce traitement grâce à la détection d’un potentiel syndrome de relargage des cytokines, effet indésirable communément observé en clinique humaine.
Réduction
Nous allons dans un premier temps vérifier grâce à des coupes histologiques issues de travaux précédents la présence des protéine d’intérêt chez des animaux d’âge et sexe différents. Le but est de sélectionner le moment optimal de l’administration de CAR-T cells pour observer un effet thérapeutique. Lors du passage à la phase in vivo, les mêmes animaux sont utilisés pour les évaluations fonctionnelles, les tests de contraction musculaire ainsi que les études d’histologie et de transcriptomique à la suite de la mise à mort. Les procédures expérimentales sont donc conçues pour réduire le nombre d’animaux utilisés au maximum, sans compromettre la puissance statistique de l’étude. Les calculs d’effectifs, assurés par une statisticienne, se fondent sur les données de la littérature et l’expérience déjà acquise par l’équipe. Ce nombre devrait permettre de valider le concept et tient compte de l’exclusion du protocole de certains animaux (due à l’atteinte de points limites ou de décès prématuré). Toutes les interventions sur les souris seront réalisées dans des conditions de reproductibilité maximale afin de minimiser la variabilité et donc le nombre d’animaux utilisés. Le nombre total de souris utilisé sera de 300 souris. L’effectif de 25 souris par groupe a été établi grâce à un calcul de puissance. Suite à l'analyse des données, des tests statistiques seront utilisés pour une interprétation fiable des résultats.
Raffinement
Nous réduirons au maximum la souffrance des animaux. En effet, toutes les manipulations chez l’animal durant nos procédures, à l’exception des mesures de la force musculaire (test de préhension) l'injection intra-péritonéale et le prélèvement d'une goutte de sang, seront réalisées sous anesthésie générale et analgésie, garantissant une pénibilité minimale pour celui-ci. Nous avons opté pour l'injection intraveineuse de CAR-T cells étant donné qu’elle est simple et non invasive. L'injection sera réalisée sous anésthésie et avec l'utilisation d'une source de chaleur pour dialter la veine ce qui facilitera l'injection. Pour réduire les effets indésirable liés à des anesthésies fréquentes, les prélèvements sanguins correspondant en terme de douleur et stress à une piqure seront réalisés sans anethésie. Des antalgiques sont prévus pour la mesure de la force musculaire qui intervient en étape finale. Une grille d’évaluation des points limites est établie. Si une souris présente des signes de stress ou de souffrance sans que le point limite soit franchi, il sera reconnu comme souffrant. L’animal sera mis sous surveillance accrue (avec marquage de cage par carte) et l’administration d’un analgésique sera envisagée en cas de nécessité . Tous les animaux qui ont atteint ces points limites seront euthanasiés précocement. Toutes ces attentions particulières portées au bien-être animal seront complétées par un hébergement adapté, c’est-à-dire avec des congénères (répartis en cages de 5) et avec des éléments d’enrichissement dans les cages (cubes de bois à ronger, abris, substrats pour la construction de nids, nourriture et eau de boisson ad libitum) afin de créer un environnement propice au confort des animaux.
Choix des espèces
Pour atteindre notre objectif, nous sommes amenés à utiliser des modèles murins car aucun système in vitro et aucun modèle d’organisme plus simple ne permet de reproduire la complexité de la DMD. Nous utiliserons ici un modèle préclinique pertinent de la Dystrophie de Duchenne. Ces modèles développent une fibrose du myocarde et des muscles squelettiques, ainsi qu'une altération fonctionnelle et récapitule ainsi la chronologie de la progression et les altérations observées chez les patients. Les contrôles seront des souris contrôle saines avec le même fond génétique. Ce projet constitue une des étapes précliniques indispensables avant l’application potentielle chez l’homme de ces approches thérapeutiques. La souris constituant le modèle sera étudiée entre 3 mois à 6 mois d'âge car à partir de 3 mois, les souris sont considérées comme ayant accompli leurs croissances musculaires et cardiaques. Il est aussi prouvé dans la littérature que la fibrose se met en place dans ces modèles à partir de 5 mois. Cette fourchette sera affinée en fonction de l’analyse histologique en cours de coupes issues d’études antérieures.
Effets d’un antihypertenseur pulmonaire sur les molécules plasmatiques au repos et après un test d’activité
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles respiratoires
30 souris mâles vont être utilisées, réutilisées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent un antihypertenseur pulmonaire par gavage avec prélèvements veineux six fois en six semaines, et passent un test d'activité quatre fois. Le porteur veut vérifier chez la souris des effets déjà observés chez l'humain et valider le modèle murin pour cette famille de médicaments. Il écarte les femelles pour éviter la variabilité liée au cycle hormonal, et affirme que le modèle cellulaire est "peu adapté".
Objectifs
Ce projet vise à 1) Décrire les effets d’un antihypertenseur pulmonaire en prise unique et par voie orale sur les molécules plasmatique des souris au repos et après un test d’activité 2) Comparer les effets observés avec ceux obtenus chez l’humain
Bénéfices attendus
Les effets du médicament sur les molécules du plasma de la souris pourront confirmer ceux observés chez l’homme. Ceci pourra : 1) Confirmer l’action du médicament sur certaines voies physiopathologiques remaniées chez l’homme, 2) Montrer la pertinence du modèle murin dans l’étude de la pharmacodynamique du médicament et pour l’exploration d’autres médicaments de la même famille
Procédures
Gavage/prélèvement veineux au niveau de la veine mandibulaire sur animaux vigiles c’est-à-dire non anesthésiés : 6 fois en 6 semaines (1 fois par semaine) Test d’activité sur animaux vigiles c’est-à-dire non anesthésiés: 4 fois en 4 semaines (1 fois par semaine)
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sont l’inconfort lié à l'administration orale , au prélèvement sanguin veineux et au test d’activité. Il n’y a pas d’effet indésirable (somatique ou comportamental), dû au médicament à la dose utilisée. Le médicament va être administré dans une solution sucrée à pH neutre.
Devenir
A la fin du protocole et en tenant compte des procédures menées tous les animaux peuvent être réutilisés
Remplacement
Les effets du médicament ont déjà été étudiés chez l’homme. Il nous semble donc indispensable d’utiliser le modèle murin (la souris) pour confirmer et amplifier nos connaissances sur les effets du médicament sur les molécules du sang. La réponse globale au médicament intégrant tous les organes ainsi que les effets combinés du médicament et de l’activité physique sur les molécules du sang rendent le modèle cellulaire (cellules en culture) peu adapté à notre problématique
Réduction
L’étude envisagée est une étude appariée dans laquelle chaque souris est son propre témoin. Cette méthodologie permet de réduire le nombre de souris dans le protocole
Raffinement
Les souris seront logées dans des cages avec de l’enrichissement. Il ne s’agit pas d’un protocole comportant une souffrance animale nécessitant des soins. Nous raffinons nos conditions d'expérimentation et d'hébergement pour le bien-être de nos animaux. Les animaux sont hébergés dans des cages aux normes suivant l’âge et le poids des animaux (au minimum 2, au maximum 4), enrichies par des jouets (rouleau de sopalin, copeaux, maison). Les animaux sont surveillés au quotidien par le personnel de l'animalerie. Le poids des animaux sont suivis en fonction de leur croissance et des procédures opératoires.
Choix des espèces
Le devenir du médicament ainsi que quelques aspects de son mécanisme d'action sont aussi bien connus chez la souris que chez l’homme. Ces mécanismes évalués chez la souris montrent une grande similitude avec ce qui se passe chez l'Homme. Sur un versant plus pratique la souris a un taux de fécondité très élevé avec une maturité sexuelle aquise rapidement. Aussi nous allons utiliser des souris mâles car les souris femelles sont soumises aux changements hormonaux liés au cycle menstruel ce qui impacte fortement le taux de molécules dans le sang. Nous voulons éviter cette source de variabilité dans une première étude. Sur un versant plus pratique la souris a un taux de fécondité très élevé avec une maturité sexuelle acquise rapidement et un coût d’élevage par animal très avantageux. Cet âge correspond approximativement à un âge humain de 30 ans, ce qui est en accord avec les objectifs de l’étude qui s’intéresse dans un premier temps aux effets du médicament dans une population de jeunes adultes. Nous allons utiliser des souris de 5 mois.
Développement d’une prothèse pariétale pédiatrique biface
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles respiratoires
168 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie abdominale de trente à quarante-cinq minutes sous anesthésie générale pour implanter une prothèse de diaphragme, avec des risques de saignement, de difficultés respiratoires, d'infection et de douleur postopératoire. Les rats sont ensuite tués pour analyser l'intégration de la prothèse dans les tissus. Le porteur présente cette étape in vivo comme "indispensable" avant une application clinique et vise le développement puis la commercialisation d'une prothèse pédiatrique.
Objectifs
Dans le cadre d’un projet de recherche, nous développons une prothèse pariétale pédiatrique et plus précisement, un implant diaphragmatique pour répondre à la problématique des récurrences de hernie diaphragmatique congénitale à large défect. Cette pathologie rare et grave du nouveau-né impose une chirurgie dès les premières heures de vie avec mise en place d’une prothèse pour combler le défect dans les formes les plus graves. Aucune prothèse dédiée n’existe à l’heure d’aujourd’hui et la prothèse la plus couramment utilisée est une prothèse en polytetrafluoroéthylène expansé (e-PTFE) qui présente un taux de lâchage de 30 à 50% imposant une reprise chirurgicale et grévant la morbimortalité de cette pathologie déjà lourde. Nous avons pu démontrer les faiblesses de cette prothèse par des précédents travaux ce qui nous a permis de définir le cahier des charges d’une prothèses dédiée et de développer les premiers prototypes de prothèse pédiatrique diaphragmatique. Nos premiers travaux ont permis de caractériser les propriétés mécaniques de cette prothèse, supérieures à la prothèse référente dans cette indication avec une meilleure étirabilité sans rupture. Les tests biologiques in vitro ont permis de prouver sa biocompatibilité, l’absence de toxicité cellulaire et de carcatère proinflammatoire, la qualité de la colonisation cellulaire à sa surface. Ainsi nous avons pu valider in vitro la pertinence de nos travaux et valider nos prototypes d’implant. Nous avons ainsi une réelle ambition d’innovation en biomatériaux. Après avoir validé les étapes in vitro de notre plan de développement, une analyse in vivo sur petit animal est indispensable pour poursuivre nos travaux vers une application clinique.
Bénéfices attendus
Actuellement, de toutes les prothèses existantes sur le marché, aucune n’est dédiée au diaphragme de l’enfant et les propriétés mécaniques et de biocompatibilité des prothèses les plus utilisées ne semblent pas idéales dans cette indication. Ainsi, nous développons des prothèses spécifiquement pensées pour cette indication mais plus globalement, dédié à l’enfant, organisme en croissance. Nos travaux ont débuté par une analyse des prothèses existantes et des échecs (récupération des explants), permettant de définir les caractéristiques de notre prothèse idéale en termes de propriétés mécaniques et biologiques. Nous avons développé différents prototypes pour lesquels nous testons systématiquement in vitro, les caractéristiques mécaniques et les caractéristiques biologiques, permettant peu à peu d’affiner les critéres de synthèse (type de matériau et prcess de synthèse). Une fois cette première phase validée, il est important de pouvoir tester nos prototypes sélectionnés in vivo in situ (implanté en diaphragmatique) avant d’envisager une application clinique. Si ces tests confirment les données in vitro, alors nous pouvons envisager de développer et commercialisé la première prothèse pariétale pédiatrique prenant en considération le phénomène de croissance de l’enfant mais aussi ses spécificités en termes de réponse biologique aux implants. A long terme, en implant diaphragmatique, nous pouvons espérer faire diminuer drastiquement le risque de récidive et donc de réintervention. Nous améliorerons la survie et la qualité de vie des patients atteinds de hernie diaphragmatique large porteur d’implant.
Procédures
Il s’agira de procédures chirurgicales sous anesthésie générale réalisées sur l’abdomen des individus, d’une durée de 30 à 45 minutes environ
Impact sur les animaux
En peropératoire : saignement, difficultés respiratoires, plaie d’organe En postopératoire : douleur postopératoire, infection du site opératoire, infection de paroi, désunion, perte d’appétit en lien avec la douleur ou un sepsis, ileus intestinal.
Devenir
Les animaux sont mis à mort en fin de projet pour analyse histologique des explants et comprendre l’integraiton de notre biomatériau aux tissus hôtes.
Remplacement
Les phases expérimentales in vitro du projet ont été décrites et permettent de valider et sélectionner les prototypes les plus abouties des prothèses diaphragmatiques en terme de biocompatibilité, de qualité de colonisation biologique et de prorpiétés mécaniques permettant ainsi de réduire l’experimentation animale aux prototypes les plus aboutis in vitro. Avant un développement clinique de ces prothèses, il est primordial de pouvoir évaluer la réponse biologique in vivo des prothèses ainsi que leur comportement mécanique en implantation orthotopique. Plusieurs équipes ont travaillé sur les diaphragmes de rongeurs (rats) ce qui valide le choix de cette espèce pour nos travaux à cette phase du projet. En effet, parmis les éspèces possible : la souris ne permet pas la réalisation des procédures du fait de la petite taille du diaphragme et le choix d’animaux vertébrés plus gros ne semble pas non plus justifié et imposerait le sacrifice de trop d’animaux, avec des temps d’étude pour l’analyse de la croissance trop important.
Réduction
Nous avons choisi le nombre d’animaux minimal nécessaiez à l’obtention de résultats fiables et robustes La procédure permet d’évaluer la réponse biologique au terme du délai attendu de 15 jours de cicatrisation de 6 prototypes sélectionnés en prenant comme gold standard le e-PTFE faisant référence actuellement.
Raffinement
En préopératoire, les individus bénéficieront d’un temps d’adaptation en cage de deux au sein de l’animalerie selon les conditions habituelles d’hébergement. En postopératoire immédiat, les animaux sont placés en cage individuelle pour une surveillance de 48H. Au-delà, ils seront à nouveau 2 par cage jusqu’au sacrifice. Ils seront surveillés de façon biquotidienne les 2 premiers jours, une fois par jour ensuite. En cas d’apparition de signe de souffrance (score de bien être anormal), les actions de gestion de douleur et de confort seront associées et la surveillance accrue jusqu’à normalisation ou mise à mort en cas d’atteninte des points critiques. L’environnement des cages est enrichi à l’aide de carrés de cellulose et de frisure pour la construction des nids, de tunnels pour permettre aux animaux de se cacher et ainsi diminuer le niveau de stress. Une nourriture adaptée pour les rongeurs et l’eau de boisson sont données ad libitum.
Choix des espèces
Le choix des rats Wistar s’est fait sur plusieurs critères : - Animal de taille adaptée à une chirurgie du diaphragme, - Potentiel de croissance sur une période d’étude concevable, - Résistance et maniabilité de la race wistar, - Travaux faisant référence sur la même pathologie déjà réalisés sur cette souche.
Création de modèles de cathétérisation vasculaire et non vasculaire chez le rongeur destiné à des études toxicologiques, pharmacodynamiques ou pharmacocinétiques
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies infectieuses
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Rats : 12000
15 500 souris et rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Chaque animal subit une chirurgie sous anesthésie générale pour poser à demeure un cathéter dans un vaisseau, un organe ou le cerveau, puis peut recevoir jusqu'à quatre prélèvements sanguins ou gavages par jour, avec un hébergement isolé jusqu'à sept jours. L'établissement décrit une activité de fourniture de rongeurs cathétérisés "prêts à l'emploi", les animaux étant ensuite expédiés vivants aux laboratoires ou tués en cas d'atteinte d'un point limite ou pour contrôle qualité. Il justifie l'élevage d'animaux "surnuméraires" par les taux d'échec chirurgical et conclut que la complexité des mécanismes exclut un modèle in vitro.
Objectifs
L’objectif du projet est de permettre la production et la mise à disposition pour la communauté scientifique de modèles de rongeurs équipés de manière permanente (par technique chirurgicale) de cathéters dans des vaisseaux, des organes ou le cerveau permettant soit la libération de substances (comme des médicaments ou des hormones) de manière répétée ou continue, soit le prélèvement de fluides biologiques (sang, bile, liquide cérébro spinal)
Bénéfices attendus
L’utilisation de modèles cathétérisés permet l’administration répétée ou continue de substances d’intérêts (comme des médicaments ou des hormones) ou la mesure et le suivi de paramètres biologiques grâce au prélèvement de fluides biologiques comme le sang, la bile ou le liquide cérébro spinal chez l’animal tout en minimisant les manipulations de la part du scientifique et sans anesthésie. Cela permet donc la réduction très importante du stress provoqué chez l’animal par des injections ou des prélèvements de manière répétée à différents sites d’injection ou de prélèvement. Ces administrations et mesures pourront permettre à la communauté scientifique d’augmenter leurs connaissances et leurs compréhensions sur différents domaines de recherche (devenir d’un médicament dans le corps, toxicité d’un médicament, maladies cardiaques, maladies du cerveau, hypertension, cancer, infertilité, ...) tout en réduisant les nuisances possibles sur l’animal.
Procédures
Tous les animaux dans le cadre de ce projet seront soumis à une procédure chirurgicale unique d’une durée d’une demi-heure à une heure sous anesthésie générale et à la mise en place d’un matériel cathétérisé. Selon les besoins du projet, les animaux pourront être soumis à des prélèvements sanguins ou à des gavages (maximum 4 prélèvements sanguins/gavages par jour). Les actes de prélèvements, de gavages et d’injection ont une durée d’une dizaine de secondes à une minute. Un hébergement isolé peut être nécessaire pour les besoins du projet pour une durée maximale de 7 jours. Selon les besoins du projet, les animaux hébergés soumis aux nuisances énoncées pourront être de phénotype dommageable.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables prévus sur les animaux font suite à la mise en place du cathéter suite à la chirurgie : douleur, stress et perte de poids possible chez tous les animaux dus aux contentions, aux procédures chirurgicales, à la présence du matériel cathétérisé. Hébergement individuel possible jusqu’à une semaine.
Devenir
Les animaux sont à la demande, expédiés chez les scientifiques ou sont mis à mort dans le cas d’atteinte d’un point limite ou pour contrôle qualité du modèle.
Remplacement
La production de modèles cathétérisés a pour objectif de mettre à disposition des modèles prêts à l’emploi pour les scientifiques. Les animaux opérés sont intégrés dans des programmes de recherche ou d’études précliniques. Ces programmes visent à étudier les réactions des organes ou leurs interactions face à une substance, de comprendre la vie d’une substance à l’intérieur d’un organisme ou sa toxicité, ce qui entraine l’étude de divers processus biologiques et systèmes physiologiques complexes et nombreux au fur et à mesure de la vie du modèle. La complexité des mécanismes mis en jeu ne permet donc pas de réaliser de nos jours de tels programmes sur des modèles in vitro.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaire est défini par le scientifique. Il est possible que des animaux surnuméraires doivent être utilisés de par les contraintes du modèle, ce nombre étant basé sur les taux de réussite connus et attendus des modèles. La réduction de ces animaux surnuméraires repose sur : l'expertise de l’équipe chirurgie et la maitrise des procédures, les locaux adaptés, les données historiques, l’observation de l’état clinique de l’animal en péri-opératoire afin d’adapter les traitements post-opératoires et de diminuer la mortalité éventuelle. Le nombre d’animaux surnuméraires utilisés dans chaque procédure est déterminé au cas par cas, en fonction du degré de difficulté du modèle, du taux de succès de la chirurgie, du nombre d’animaux à opérer, de la souche, du sexe et de la provenance.
Raffinement
Les cathétérisations permettent le suivi de paramètres biologiques ou encore l’administration de substances répétées ou en continu en minimisant les manipulations de la part du scientifique et sans anesthésie ce qui permet une réduction très importante pour l’animal du stress provoqué par des prélèvements ou des injections répétés à différents sites. Le contrôle de la douleur est réalisé par une administration d’analgésique avant la chirurgie et lors du post-opératoire ainsi qu’en cas de besoin. L’utilisation complémentaire d’anesthésique local peut être effectuée, si nécessaire. Une injection systématique sous-cutanée de sérum physiologique de réhydratation est pratiquée pour tous les animaux au réveil. Une habituation par la manipulation des animaux peut être effectuée dès la phase d’acclimatation (en fonction du stress observé de l’animal à réception, par exemple). Une observation quotidienne de l’état clinique général des animaux est réalisée tout au long de la procédure. Des soins spécifiques sont apportés en cas de signes cliniques (traitements médicamenteux, soins locaux, ajout d’enrichissement, mesures de réhydratation ou de réchauffement, ajout d’aliment, de gel hydratant, de litière ou d’eau complémentée ou non directement dans la cage afin d’en améliorer l’accès). En cas de détection d’un point limite, l’animal est immédiatement mis à mort. Des points limites spécifiques sont établis et raffinés au fur et à mesure des observations. Ces observations sont facilitées par l’utilisation d’outils internes de suivi de type grille de score et document qualité d’enregistrement permettant une traçabilité.
Choix des espèces
Le choix de l’espèce et de la souche est très généralement effectué par le scientifique mais l’équipe de chirurgie se réserve le droit de proposer des changements de modèles sur la base de son expérience. Le rat et la souris sont des animaux couramment utilisés dans ce type de projet. Ce sont des mammifères dont l’anatomie et la physiologie sont proches de l’homme, la disponibilité de données historiques chez ces espèces permet d’obtenir des informations fiables et pertinentes. Sont concernés les animaux sevrés à partir de 3 semaines, dont la taille et le poids sont compatibles avec la pose du matériel cathétérisé, selon les recommandations éthiques en vigueur.
Infections nosocomiales : Détermination du profil de biodistribution de nouveaux candidats antibactériens et évaluation de leurs efficacités
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles respiratoires
288 souris en gravité légère et 1 050 en gravité modérée vont être utilisées, toutes tuées à l'issue. Immunodéprimées, elles sont infectées par des bactéries responsables d'infections urinaires et pulmonaires, puis tuées par exsanguination de l'aorte abdominale pour prélèvement d'organes, afin de tester de nouveaux candidats antibactériens. Le porteur décrit pourtant une infection pouvant être sévère, avec perte de poids, difficultés respiratoires et hypothermie. Il affirme qu'en l'absence de modèle in vitro reproduisant l'interaction entre pathogène et système immunitaire, le recours au modèle animal s'impose.
Objectifs
L’objectif est d’évaluer dans un modèle murin l’efficacité de nouveaux candidats antibactériens vis-à-vis des pathogènes majeurs responsables des infections nosocomiales
Bénéfices attendus
Les bénéfices de ce projet sont : (1) Mise au point/caractérisation d’un modèle de d’infection bactérienne mimant les infections cliniques majeures (Infections urinaires et infections pulmonaires) induites respectivement par E coli et P aeruginosa (2) Evaluer la biodistribution et l’efficacité des nouveaux candidats antibactériens, (3) Etablir Un suivi longitudinal aux moyens des systèmes d’imagerie du petit animal sera mis en place. Les résultats de cette étude pourraient être ainsi prédictifs de l’approche thérapeutique à déployer chez les patients.
Procédures
(1) Prélèvements réalisés sur animaux vigiles a. Urines : 1 seule fois par animal (point terminal) (1-2 min) (2) Prélèvements réalisés sur animaux sous anesthésies : a. Prélèvements sanguins : 1 seule fois par animal (point terminal) ; ils seront réalisés par exsanguination, en ponctionnant l’aorte abdominale. Pour cela, les souris auront préalablement une (i) anesthésie générale par exposition à l’isolflurane (5% dans 95% d’O2) et (ii) une anesthésie locale administrée par voie SC al (Lidocaine) (5-7min).
Impact sur les animaux
Les infections bactériennes des souris immunodéprimées peuvent entrainer une infection sévère entrainant une perte de poids potentielle, des difficultés respiratoires (dyspnée), problème de miction (dysurie, hématurie) ou une baisse de la température corporelle (hypothermie).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car des prélèvements d’organes sont nécessaires.
Remplacement
L’absence de modèles in vitro relevant permettant de reproduire la majorité des interactions entre agent pathogène et/ou agent antimicrobien et système immunitaire (réponse inflammatoire) nous oriente vers l’utilisation de modèles animaux
Réduction
L’évaluation du nombre minimal d’animaux à inclure pour pouvoir observer l’effet escompté a été déterminé avec des tests statistiques pour petits échantillons a été déterminé en collaboration avec des biostatisticiens en utilisant ANOVA test. Par ailleurs, l’utilisation de l’imagerie permettra de réduire le nombre de souris, chaque animal étant son propre contrôle
Raffinement
Afin de prendre en compte la souffrance des animaux, un suivi par imagerie ainsi qu’un suivi clinique seront mis en place, basé sur des observations quotidiennes des souris. Un score clinique sera établi en fonction de différents critères (apparence générale, posture, activité, poids…). Des scores seront définis pour les points limites pour mettre à mort les souris immédiatement dès qu’ils sont atteints.
Choix des espèces
Dans la recherche préclinique, les modèles murins permettent d’intégrer un grand nombre des caractéristiques de la pathologie humaine. Par ailleurs, l’ensemble des technologies d’imagerie pré-clinique est conçu pour des rongeurs de petite taille, principalement des souris Des souris adultes (8 à 12 semaines), femelles, immunodéprimées chimiquement (pour mimer l’état d’immunodépression des personnes ayant contractées des infections nosocomiales, seront utilisées pour ce projet
Détermination de nouveaux biomarqueurs en imagerie TEP chez la souris pour prédire l’efficacité de thérapies innovantes contre le cancer du poumon.
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système respiratoire
612 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des cellules tumorales sont injectées dans leur poumon par chirurgie, puis elles reçoivent des agents d'imagerie radioactifs et subissent jusqu'à huit séances d'imagerie sous anesthésie ainsi que des prélèvements sanguins et des traitements anticancéreux. À la fin, toutes sont tuées pour prélever leurs organes. Le projet cherche à valider par imagerie TEP cinq biomarqueurs prédictifs de l'efficacité de thérapies, le porteur renvoyant le bénéfice pour les patients au transfert clinique ultérieur.
Objectifs
Les cancers bronchiques non à petites cellules (CBNPC) représentent environ 75 à 80 % des cancers bronchiques. Des progrès significatifs dans la compréhension des dérèglements moléculaires sous-jacents aux CBNPC ont ouvert de nouvelles opportunités de thérapies ciblées et plus personnalisées. Celles-ci nécessitent d’utiliser des indicateurs prédictifs de l’efficacité thérapeutique, quantifiables au cours du temps, ce que l’on appelle des biomarqueurs (ce peut être un gène, une protéine, un mécanisme cellulaire…). Ces biomarqueurs prédictifs permettront de cibler au mieux le choix thérapeutique en fonction des patients et de leur pathologie. L’une des méthodes employées pour évaluer un biomarqueur d’une tumeur consiste à effectuer des prélèvements de tissus tumoraux (biopsie) et/ou sanguins et à y quantifier le biomarqueur. La méthode est invasive et complique la prise en charge du patient. De plus, les prélèvements effectués ne sont pas nécessairement représentatifs ni de l’intégralité du volume tumoral, ni de l’évolution au cours du temps de la tumeur. L’imagerie moléculaire, notamment l’imagerie hautement quantitative par tomographie par émissions de positon (TEP) permet une visualisation corps entier, au cours du temps de ces biomarqueurs d’intérêt. L’objectif du projet est d’évaluer par imagerie TEP couplée avec l’imagerie IRM ou optique cinq nouveaux biomarqueurs prédictifs de l’efficacité de thérapies ciblées antitumorales, particulièrement les inhibiteurs de point de contrôle immunitaire (tels que des immunothérapies associés à des chimiothérapies et/ou à de la radiothérapie interne ou externe). Cette évaluation se fera en utilisant des modèles de cancers pulmonaires chez la souris. Les biomarqueurs évalués seront soit tumoraux soit liés au système immunitaire qui joue un rôle clé dans l’efficacité de ces thérapies ciblées. L’évaluation de ces nouveaux biomarqueurs en y associant des ligands spécifiques aux biomarqueurs d’intérêt en imagerie TEP permettra d’apporter des preuves suffisantes de l’importance de ce couple biomarqueur et imagerie TEP pour un transfert chez l’humain. Les résultats de ce projet devraient permettre de valider cette approche pour ensuite transférer au niveau clinique la méthodologie.
Bénéfices attendus
Ce projet doit permettre de valider de nouveaux biomarqueurs prédictifs de l’efficacité thérapeutique d’un traitement donné, essentiels pour améliorer la prise en charge des patients. Malgré des résultats prometteurs des différents axes thérapeutiques, que ce soit l’immunothérapie, la radiothérapie et les thérapies ciblées (i.e. ciblant spécifiquement certaines protéines, afin de bloquer des mécanismes tumoraux), seulement une partie de la population bénéficie de l’efficacité de ces thérapies : de multiples facteurs liés à la tumeur elle-même (son sous-type) et au patient (le stade de sa maladie, son système immunitaire, des facteurs génétiques…) font que le pronostic d’efficacité ne sera pas le même pour deux patients. Pour soigner le plus grand nombre, il faudrait pouvoir répartir les patients en sous-groupes homogènes pour lesquels on pourrait prédire quelle thérapie est la plus adaptée. Cette meilleure stratification des patients est largement facilitée par l’utilisation de biomarqueurs prédictifs de l’efficacité thérapeutique. Actuellement, la quantification des biomarqueurs prédictifs repose principalement sur des techniques invasives et locales, telles que l’immunohistochimie sur des biopsies de patient. L’imagerie TEP est une technique corps entier, très faiblement invasive, dynamique et hautement quantitative. L’objectif du projet est de valider ainsi des couples biomarqueurs et radioligands à base d’anticorps ou de peptides pour de l’imagerie TEP afin de prédire l’efficacité thérapeutique, offrant ainsi un outil décisionnel complémentaire aux biopsies à l’oncologue pour mieux personnaliser le traitement.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : La mise en place du modèle tumoral (30 minutes d’intervention, une seule injection par animaux) : des cellules tumorales seront injectées dans le poumon pour la formation de tumeurs dans l’environnement primaire de la lignée cellulaire. L’injection d’agents d’imagerie radioactifs (imagerie par tomographie par émission de positon), fluorescents (imagerie optique) et/ou IRM pour le ciblage de biomarqueurs d’intérêt et pour le suivi du volume tumoral, réalisée via une injection systémique (temps d’injection 5 minutes, nombre d’injection total par souris : maximum 3). Une anesthésie lors des différentes sessions imageries (temps d’anesthésie durant l’imagerie entre 15 minutes et 70 minutes, en comptant un maximum de 8 sessions d’imagerie à des dates différentes pour un suivi dynamique du traceur dans le cas de l’imagerie par tomographie). Un prélèvement sanguin sur animaux sous anesthésie (maximum 5 minutes, 2 fois maximum par session d’imagerie à des jours différents).
Impact sur les animaux
La mise en place de modèles tumoraux peut induire une gêne au niveau du site d’implantation de la tumeur. Un suivi régulier des animaux sera réalisé. Les effets indésirables prévus sur les animaux : • L’injection des radioligands en intra veineux peut induire une courte douleur (moins de 5min). • Les souris seront endormies lors des sessions d’imagerie (1h30 maximum) par voie gazeuse (isoflurane 1,5% à 2,5%). Lors du réveil les souris peuvent être désorientées et stressées. • Le geste chirurgical induira une douleur au niveau du thorax. L’acte chirurgical durera 20min. Les traitements (radiothérapie, chimiothérapie, immunothérapie et thérapie ciblée) peuvent avoir une toxicité non spécifique au niveau des organes sains. La durée des traitements ne dépassera pas plus de 3 semaines. Cette toxicité sera limitée par l’utilisation de dose thérapeutique décrite et validée dans la littérature.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à la fin de chaque procédure. Ceci permettra de prélever les organes afin de pouvoir effectuer les analyses ex-vivo sur ceux-ci.
Remplacement
Dans une première approche, toutes les stratégies thérapeutiques sont testées sur des cultures cellulaires et des organoïdes afin de déterminer leur pertinence et pour certains biomarqueurs, leur surexpression au niveau des tumeurs. Les tests in vitro préliminaires mis en place permettront de définir au préalable la stratégie appliquée in vivo afin de réduire le nombre d’animaux que nous utiliserons pour l’évaluation sur le modèle murin. Cependant, le microenvironnement tumoral est difficilement reproductible in vitro. Afin de valider les biomarqueurs et la stratégie associée par imagerie, les tumeurs doivent être implantées dans l’organe cible, ici le poumon.
Réduction
L’imagerie permet des études longitudinales en pharmacocinétique et par conséquent ne nécessite pas l’utilisation d’animaux à chaque temps, réduisant drastiquement le nombre de groupe d’animaux nécessaires pour des études classiques en pharmacologie. Chaque donnée d’imagerie individuellement ou globalement permettra après analyses de définir la distribution des agents thérapeutiques de manière longitudinale en gardant la puissance statistique de l’étude.
Raffinement
Toutes les interventions invasives, à savoir les injections systémiques, seront réalisées sous anesthésie générale par voie gazeuse complétée par une anesthésie locale et des soins post-opératoires adaptés afin de minimiser le stress de l’animal et les douleurs liées aux interventions. Un suivi régulier et des points limites permettront d’éviter toute souffrance animale. Les souris seront hébergées par 4 ou 5 en milieu enrichi.
Choix des espèces
Ce projet a comme objectif d’évaluer de nouveaux biomarqueurs prédictifs selon quatre axes thérapeutiques prometteurs (les immunothérapies, la radiothérapie, la chimiothérapie couplé à l’immunothérapie et les thérapies ciblées). La souris est l’animal de choix pour la mise en place de modèle tumoraux, ayant une taille adaptée pour la manipulation et l’imagerie corps entiers. Les modèles permettant une implantation de la tumeur dans son environnement d’origine sont largement utilisés pour examiner le microenvironnement tumoral essentiel pour valider les stratégies thérapeutiques et les biomarqueurs prédictifs. Les souris utilisées dans ce projet auront atteint un stade jeune adulte (5 semaines) à adulte ( 8 semaines). Cette tranche d’âge permet d’être représentative des cancers pulmonaires chez les patients majoritairement à l’âge adulte.
Impact des polluants atmosphériques sur le phénotype évolutif du syndrome de détresse respiratoire aiguë
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système respiratoire
9 144 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance allant jusqu'à sévère. Elles reçoivent des instillations intranasales et trachéales de polluants atmosphériques et de LPS, provoquant une inflammation pulmonaire aiguë qui peut entraîner perte de poids, léthargie et fermeture des yeux, les souris atteignant 20 % de perte de poids étant mises à mort. Le projet vise à montrer l'impact des polluants sur la défaillance respiratoire aiguë. Le porteur indique qu'une partie des expériences se fait in vitro ou in silico, mais conclut au recours à la souris pour reproduire la maladie.
Objectifs
Les défaillances respiratoires aiguës inflammatoire sont une cause fréquente d'admission en réanimation. Il s'agit d'affections graves, responsables de nombreuses complications et d'un risque de décès élevé. L'exposition aux polluants atmosphériques fait partie des facteurs aggravants pouver expliquer l'évolution défavorable retrouvée chez certains patients atteints de défaillances respiratoires. Néanmoins, cette relation de cause à effet reste peu étudiée et mal comprise à ce jour. Le but de ce projet est donc d'explorer le rôle de l’exposition aux polluants atmosphériques sur l’évolution de la défaillance respiratoire aiguë inflammatoire.
Bénéfices attendus
Le but de ce projet est démontrer l’impact défavorable des polluants atmosphériques sur l'évolution des patients atteints de défaillance respiratoire aiguë inflammatoire. Si l’hypothèse de notre projet était confirmée, il s’agirait d’un argument supplémentaire en faveur de la réduction des polluants atmosphériques dans l’environnement. Ces données permettraient d'étayer l'argumentaire scientifique supportant les politiques de santé publique visant à réduire l'exposition aux polluants atmosphériques. Ce projet vise en outre à comprendre les mécanismes par lesquels les polluants atmosphériques sont susceptibles d'impacter l'évolution des patients de réanimation souffrant de défaillance respiratoire aiguë inflammatoire. Ceci devrait permettre d'identifier des cibles thérapeutiques visant à réduire le risque de décès chez ces patients.
Procédures
1. Instillation intranasale de PBS / PUF / NP-B[a]P / DEP : • 1 procédure / animal • Durée : 1 minute. 2. Instillation trachéale de PBS / LPS : • 1 procédure / animal • Durée : 1 minute. 3. Mesures de compliance pulmonaire par Flexivent : • 1 procédure / animal concerné • Durée : 3 minutes
Impact sur les animaux
L’inflammation aiguë pulmonaire peut entraîner, selon son intensité, une détérioration plus ou moins rapide de l'état clinique général de la souris qui se manifeste par une perte de poids, une réduction de la mobilité, une catarrhe oculaire, une fermeture des yeux et un poil hirsute.
Devenir
Les procédures expérimentales nécessitent la collecte d’échantillons biologiques (lavages broncho-alvéolaire, poumons), ou la réalisation de mesures invasives de la fonction respiratoire rendant nécessaire la mise à mort des animaux.
Remplacement
Une partie des expérimentations visant à comprendre l’effet des polluants atmosphériques sur l’évolution de la défaillance respiratoire aiguë inflammatoire sont réalisées sur cellules cultivées en laboratoire (in vitro) ou par méthode bioinformatique (in silico), permettant de remplacer certaines expérimentations animales
Réduction
Le nombre de souris utilisées est réduit au minimum nécessaire afin de mettre statistiquement en évidence les effets des polluants atmosphériques.
Raffinement
Afin de réduire stress et souffrance, un enrichissement de l’environnement est pratiqué dans notre animalerie (maison rouge dans toutes les cages, possibilité de rajouter des lanières de papier). De plus, une surveillance régulière (journalière ou bi-hebdomadaire en fonction des protocoles) des animaux est effectuée, et la mise à mort par injection létale de pentobarbital réalisée en cas de souffrance identifiée par des caractéristiques telles que : prostration, poils hirsute, perte de poids (égale ou supérieure à 20% du poids initial). Toute administration par voie intranasale ou intratrachéale sera précédée par l’administration d’un anesthésique/analgésique.
Choix des espèces
Les modèles animaux souris reproduisent les différents paramètres observés au cours de la défaillance respiratoire aiguë inflammatoire. En outre des souches de souris génétiquement modifiées existent, permettant d’identifier les molécules ou cellules impliquées dans le développement de cette pathologie.
Utilisation de modèles murins d’asthme : Contrôle environnemental de la réponse immunitaire pulmonaire dans l’asthme
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système respiratoire
7 260 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent des instillations intranasales d'allergènes jusqu'à cinq fois par semaine et, pour la mesure de la fonction respiratoire, sont anesthésiées, curarisées puis trachéotomisées avant des aérosols de méthacholine, une intervention terminale. Le porteur affirme que les modèles d'asthme "n'induisent pas d'effets indésirables particuliers". Sur le remplacement, il indique que les cibles thérapeutiques ne peuvent être définies qu'in vivo, tout en mentionnant des coupes de poumon cultivées qui remplacent certaines expériences de mise au point.
Objectifs
L’asthme est une maladie complexe et chronique associée à une hyperréactivité bronchique, une inflammation pulmonaire, et un remodelage des voies respiratoires. L’asthme allergique est un problème mondial : en 2014, le nombre d’individus atteints était estimé à 334 millions. En France, 20 à 25% de la population générale souffre d’une maladie allergique, et la prévalence de l’asthme atteint 7%. Cette maladie entraîne 2000 décès par an, dont environ 200 parmi les enfants, les adolescents ou les adultes de moins de 45 ans. L’asthme provient de l’interaction complexe entre des facteurs génétiques et des agents environnementaux comme les allergènes, les pathogènes respiratoires ou encore les polluants. En outre, des observations cliniques et expérimentales suggèrent que des perturbations du microbiote gastrointestinal , ainsi que des perturbations du rythme circadien peuvent rompre des mécanismes de tolérance immunologique et pourraient influencer la capacité de l’hôte à développer ou non de l’asthme. Ces données suggèrent que l’environnement pourrait donc intervenir à la fois dans l’induction et l’amplification de l’asthme allergique. Le projet vise à étudier le rôle de l’environnement sur le contrôle de la réponse immune dans l’asthme allergique. Des interventions thérapeutiques sous forme de d’antagonistes de l’immunité innée, des anti cytokines ou récepteurs de cytokines ou des vaccins seront également testées.
Bénéfices attendus
1. Evaluation du rôle de certains récepteurs de l’immunité innée, cytokines, cellules innées, dont le rôle dans la physiopathologie de l’asthme allergique est totalement inconnu. 2. Elucidation du rôle des polluants de type HAP dans le développement des asthmes sévères caractérisés par une forte composante Th17 et Th22 et dans la régulation cytokinique. 3. Implication de certaines populations cellulaires dans le lien reliant le rythme circadien et l’asthme. 4. Implication de certaines populations cellulaires dans l’exacerbation de l’asthme induite par les agents pathogènes 5. Identification de nouvelles thérapeutiques dans l’asthme
Procédures
Les animaux reçoivent des intra nasales d’allergènes de 1 à 5 fois par semaine (durée 5 à10 minutes) ou d’autres produits (administration non invasive) de 1 à 5 fois par semaine (durée 5 à10 minutes), pour lesquels une anesthésie par isofluorane est pratiquée. Pour les groupes pour lesquels une analyse de la fonction respiratoire est prévue (Flexivent), les animaux sont anesthésiés et curarisés avant la trachéotomie et le branchement à l’appareil de mesure. Quatre aérosols de méthacholine sont effectués à différente concentrations, et la procédure dure 30 minutes. Cette intervention est terminale.
Impact sur les animaux
Les modèles d’asthmes n’induisent pas d’effets indésirables particuliers. Le retentissement sur la fonction pulmonaire est évalué sur animaux avec anesthésie létale.
Devenir
L’analyse des résultats obtenus dans les différentes expériences nécessite d’avoir accès aux organes (dosage des protéines, des gènes, coupes de poumon en gel, évaluation histologique) et au sang (réponse humorale) et de pouvoir analyser la réponse fonctionnelle respiratoire. Toutes ces procédures nécessitent une anesthésie létale afin d’empêcher toute souffrance de l‘animal.
Remplacement
Les alternatives non animales de ce projet sont l’homme lui même. Cependant, si des prélèvements périphériques (sang) et même bronchiques peuvent être obtenus chez l’homme, les expériences in vivo visant à définir de nouvelles cibles thérapeutiques dans l’asthme restent cantonnées aux animaux. Il s’avère à l’heure actuelle impossible d’évaluer l’implication de certaines populations cellulaires ou molécules cibles thérapeutiques in vivo chez l’homme, sans avoir en amont un solide background des effets potentiellement bénéfiques de ces voies/molécules dans cette pathologie. Par contre on peut envisager des remplacements partiels de certaines parties expérimentales. Ainsi, nous avons mis au point un système de coupes de poumon frais cultivables dans du milieu permettant une évaluation ex vivo par exemple de la meilleur dose d’antagoniste ou de la meilleure cinétique à utiliser, ce qui permet de remplacer un certain nombre d’expériences animales de mise au point.
Réduction
Afin de réduire au maximum le nombre d’animaux, dans la plupart de nos protocoles, un seul groupe témoin est utilisé et permet la comparaison avec les différentes souris génétiquement modifiées. De plus les analyses statistiques effectuées dans nos travaux précédents nous ont permis de déterminer le nombre minimal d’animaux à utiliser, soit 6 souris par groupe, en répétant l’expérience 3 fois afin d’obtenir suffisamment de cellules à analyser pour la cytométrie en flux, 8 souris par groupe pour l’analyse des résistances des voies aériennes par flexivent (indépendamment de la cytométrie en flux car il a été montré que l’acétylcholine (dont un équivalent : la métacholine, est utilisée pour mesurer l’hyperréactivité bronchique au Flexivent®) induisait l’activation des cellules immunitaires comme les lymphocytes (augmentation rapide et transitoire du Ca2+ intracellulaire), ce qui pourrait modifier l’analyse de l’activation et de la production de cytokines des différentes cellules immunitaires analysées dans nos protocoles), et 4 souris par groupe pour l’histologie (de nouveau indépendamment des autres mesures car les lavages bronchoalvéolaires ou le flexivent endommage considérablement la structure du poumon).
Raffinement
Afin de réduire stress et souffrance, un enrichissement de l’environnement est pratiqué dans notre animalerie (maison rouge dans toutes les cages, maximum 4 souris par cage, possibilité de rajouter du carton). De plus, une surveillance régulière journalière des animaux est effectuée, et la mise à mort par injection létale de pentobarbital réalisée en cas de souffrance identifiée par des caractéristiques telles que : prostration, poils hirsute, perte de poids (égale ou supérieure à 15% du poids initial).
Choix des espèces
Les modèles animaux souris reproduisent les différents paramètres de la pathologie asthmatique allergique. En outre de nombreuses souris génétiquement modifiées ou anticorps spécifiques existent permettant d’identifier des molécules ou cellules impliquées et des cibles thérapeutiques pertinentes chez l’homme. Les souris seront utilisées à l’âge adulte (6-8 semaines) comme dans la majorité de la littérature sur le sujet.