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Modèle murin innovant pour tester des stratégies thérapeutiques ciblant l’axe intestin-peau
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
- Système gastrointestinal
1300 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, toutes tuées pour le prélèvement des organes et des fluides. Les reproducteurs reçoivent des micro-organismes par voie orale, une fois pour les mâles et deux fois pour les femelles, et chaque animal issu de ces reproductions subit jusqu'à quatre injections avant une prise de sang terminale. Le porteur décrit une colonisation intestinale par des bactéries potentiellement pathogènes, avec diarrhées, perte de poids, baisse d'activité et risque d'infection disséminée par Klebsiella pneumoniae ou Enterococcus faecium, l'atteinte cutanée recherchée reproduisant une dermatite atopique ou un psoriasis. Il passe en revue cultures cellulaires, explants, organoïdes et simulation informatique, pour conclure que rien ne reproduit "la complexité d'un organisme entier".
Objectifs
Chez la souris, l’étude de l'axe intestin-peau est particulièrement pertinente car elle permet de modéliser comment le microbiote intestinal influence la physiologie cutanée. Ce modèle va permettre d'explorer le rôle du microbiote dans le maintien de l’intégrité de la barrière cutanée, dans la régulation de la réponse inflammatoire locale, et dans la susceptibilité à des pathologies cutanées chroniques. Ce modèle préclinique de dermatite atopique ou de psoriasis offre la possibilité d’identifier des signatures microbiennes ou métaboliques associées à ces affections, et d’évaluer l’effet de manipulations ciblant le microbiote (probiotiques, prébiotiques, transplantation fécale, antibiotiques). Ces approches ouvrent la voie à une meilleure compréhension des interactions systémiques entre l’intestin et la peau, et à l’émergence de nouvelles stratégies thérapeutiques visant à restaurer l’homéostasie de l’axe intestin-peau.
Bénéfices attendus
La modulation du microbiote intestinal constitue une approche innovante pour explorer les interactions systémiques entre l’intestin et la peau. Les traitements envisagés (probiotiques, postbiotiques, postbiotiques, antibiotiques, petites molécules chimiques, peptides, protéines, anticorps, vaccins, phages ou encore immunomodulateurs) ciblent directement la composition et la fonction du microbiote, avec des répercussions attendues sur l’immunité systémique et sur la barrière cutanée dont l’intégrité et la fonction protectrice dépendent en partie des signaux métaboliques et immunitaires émanant de l’intestin. Le modèle murin mis en place permettra de reproduire un état de dysbiose intestinale menant à des atteintes cutanées caractéristiques de pathologies chroniques telles que la dermatite atopique ou le psoriasis. L’intérêt scientifique de ce modèle repose sur plusieurs axes majeurs. Le décryptage mécanistique va permettre d’élucider les voies immunologiques et métaboliques reliant le déséquilibre intestinal à la dysfonction cutanée, contribuant ainsi à une meilleure compréhension de l’axe intestin-peau. La validation thérapeutique en testant et comparant les différents modulateurs du microbiote ou de la réponse immunitaire va permettre d’identifier des stratégies efficaces de régulation de l’inflammation et de restauration de l’homéostasie cutanée. L’identification de biomarqueurs va mettre en évidence des signatures microbiennes, immunitaires ou métaboliques associées aux atteintes cutanées, susceptibles de servir de cibles ou de marqueurs prédictifs pour de futurs essais cliniques chez l’humain. La pertinence translationnelle va permettre de générer des données précliniques robustes et transposables, renforçant la valeur du modèle comme outil de prédiction et de sélection de nouvelles approches thérapeutiques. En somme, ce projet vise à établir un cadre expérimental permettant à la fois de mieux comprendre les bases biologiques de l’axe intestin-peau et de favoriser l’émergence de nouvelles stratégies thérapeutiques intégrées pour les maladies inflammatoires cutanées.
Procédures
Le projet implique une administration de microorganismes par voie orale (1 fois pour les males reproducteurs et 2 fois pour les femelles reproductrices). Cette procédure n'excède pas 15 secondes pour chaque animal. Chaque animal (issu des reproductions) subira 1 à 4 injections (10 sec) au maximum. Un prélèvement de sang unique terminal sera réalisé (sous anesthésie gazeuse et avec un traitement préalable à la buprénorphine en sous cutané) (20sec)
Impact sur les animaux
Le modèle murin de transmission verticale contrôlée du microbiote intestinal peut induire certains effets indésirables chez les animaux, principalement liés à la colonisation intestinale par des bactéries potentiellement pathogènes: des perturbations digestives avec apparition possible de diarrhées, modification de la consistance des selles ou ralentissement du transit intestinal, une inflammation locale de la muqueuse digestive, une altération de l’état général avec une perte de poids transitoire, une diminution de l’appétit ou une baisse de l’activité spontanée, notamment en cas de forte charge bactérienne, un risque infectieux systémique (bien que limité, un passage translocatif de certaines bactéries (ex. Klebsiella pneumoniae, E. faecium) à travers la barrière intestinale peut entraîner une infection disséminée.
Devenir
A la fin de chaque procédure tous les animaux sont mis à mort, afin d’en prélever les organes et fluides biologiques afin de quantifier des biomarqueurs divers.
Remplacement
Préalablement à toute utilisation d'animaux, nous intègrons dans nos projets des modèles in vitro, tissulaires et des organoïdes, afin de réduire le nombre d'animaux utilisés et d’optimiser les essais précliniques. Il existe plusieurs alternatives non animales, mais elles ne peuvent pas remplacer totalement les tests sur les animaux utilisés dans ce projet. 1. Modèles in vitro : Les cultures cellulaires humaines ou animales permettent d’étudier des interactions cellulaires et les réponses inflammatoires. Cependant, elles ne peuvent pas reproduire la complexité d'un organisme entier, notamment les interactions multicellulaires complexes et la réponse immunitaire systémique. 2. Modèles ex vivo : Les tissus humains ou animaux (biopsies, explants) permettent d’étudier des processus biologiques en conditions plus réalistes, mais il manque des interactions entre plusieurs systèmes organiques. 3. Modèles organoïdes: Ces systèmes imitent des organes pour étudier les réponses biologiques. Cependant, ils ne peuvent pas reproduire la réponse systémique d'un organisme complet. 4. Modélisation informatique : Les simulations informatiques peuvent modéliser certaines interactions pathogènes et immunitaires, mais elles ne peuvent pas simuler toutes les réactions biologiques complexes d'un organisme vivant. Ces alternatives ne peuvent pas complètement remplacer les animaux, car les modèles non animaux ne peuvent pas reproduire la complexité d’un organisme vivant complet, limitant leur capacité à simuler des réponses biologiques globales et interconnectées.
Réduction
Les modèles in vitro et tissulaires permettent de tester les composés en développement sur des cultures cellulaires et tissulaires, évaluant leur efficacité, leur innocuité et leurs mécanismes d’action avant tout essai in vivo. Les organoïdes reproduisent des structures d’organes spécifiques, permettant d’étudier la réponse des tissus aux traitements dans un environnement plus réaliste. En combinant ces approches, nous contribuons à la réduction des expérimentations animales, tout en garantissant la précision des résultats. Cette approche permet d'identifier les composés les plus prometteurs et de maximiser l'efficacité des traitements. De façon systématique des analyses statistiques sont effectuées afin de déterminer le nombre d’animaux optimal afin de produire des résultats robustes pour chaque point de mesure.
Raffinement
La fréquence de surveillance des animaux est essentielle pour garantir leur bien-être. Les signes de détérioration de l’état de santé, tels que la perte de poids, fièvre, modifications de la mobilité, ou respiration laborieuse, sont particulièrement surveillés par l'observation de points limites en raison des effets des infections et inflammations. Après l'infection ou l'administration de traitements, une surveillance plus rapprochée (toutes les 2 à 4 heures) est mise en place dans les premières 12 heures, pour détecter rapidement des signes de détresse. Si des signes de stress apparaissent, nous ajusterons l'environnement pour améliorer le bien-être des souris et notamment stimuler leurs sens et leurs comportements naturels. Nous augmenterons l’enrichissement physique par l’apport de cachettes (boîtes, tunnels) et de matériaux pour la construction de nids (papier déchiqueté, fibres) ainsi que l’enrichissement sensoriel par la modification régulière de la disposition de leur cage et des éléments à l’intérieur de la cage pour offrir de la nouveauté. L'introduction de nouveaux enrichissements se fera progressivement pour éviter un stress supplémentaire Des critères d'arrêt stricts sont définis pour éviter la souffrance excessive des animaux. L’objectif est de garantir que l’état de l’animal est constamment suivi et que des soins vétérinaires sont fournis dès que nécessaire. La prévention du stress est intégrée au protocole expérimental par l'utilisation d'une anesthésie gazeuse et administration d'analgésique au préalable des gestes douloureux.
Choix des espèces
Les modèles souris sont largement utilisés en raison de : -la disponibilité d'un grand nombre de modèles génétiques, ce qui permet d'étudier des maladies spécifiques ou des processus biologiques particuliers. -cette espèce se prête aux analyses immunologiques en raison d'un large panel d'outils d'analyses permettant de disséquer les mécanismes du développement de la physiopathologie Des animaux ayant atteint une maturité sexuelle (7 à 10 semaines) seront utilisés à des fins de reproduction. Le but de la procédure étant d'étudier l'évolution de l'intégrité cutanée après l'acquisition d'un microbiote intestinal particulier au moment de la naissance, des nouveau -nés seront également analysés. Les animaux issus de la reproduction dans le cadre de ce projet seront analysés à différents âges (J8, J15, J30, J60 et J90)
Evaluation de l’efficacité thérapeutique de nouveaux traitements dans un modèle murin de Cholangite Sclérosante Primitive
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
Jusqu'à deux administrations par jour, sept semaines de suite, par gavage, sous la peau ou dans l'abdomen, et jusqu'à quatre prélèvements sanguins sous anesthésie : 994 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées, elles développent dès deux semaines une obstruction du flux biliaire et une fibrose du foie, et servent à cribler des candidats-médicaments contre la cholangite sclérosante primitive. Le porteur qualifie de mineurs les symptômes attendus, léthargie et jaunisse transitoire, tout en indiquant que la mise à mort à douze semaines au plus tard leur évitera des symptômes sévères liés à leur modification génétique. Toutes sont tuées pour le prélèvement d'organes et de sang.
Objectifs
La cholangite sclérosante primitive (PSC) fait partie des maladie auto-immunes du foie et est caractérisée par une dégénérescence des canaux biliaires internes et externes au foie, entrainant une accumulation de bile. Cette accumulation provoque du stress oxydant, de l’inflammation, de la fibrose (surproduction de fibres de collagène réduisant la fonctionnalité d’un organe) et mène ultimement à la cirrhose du foie et à une insuffisance hépatique (perte de fonctionnalité de l’organe). La PSC ne présente pas de symptômes au stade précoce, mais les personnes atteintes présentent progressivement un état de fatigue, des démangeaisons, de la jaunisse, des douleurs articulaires ou abdominales et des diarrhées. L’estimation de la survie moyenne à partir du diagnostic de la maladie est de 15 à 20 ans ; celui-ci est le plus souvent posé chez des hommes entre 30 et 40 ans, mais 15 à 20 % des diagnostics sont pédiatriques. A ce jour, aucun traitement n’a été approuvé, et il est urgent de développer de nouvelles solutions permettant de traiter et d’améliorer la qualité de vie des patients touchés par cette pathologie. Cela implique la nécessité de trouver de nouvelles cibles thérapeutiques afin de découvrir ou repositionner des molécules et comprendre les mécanismes qui jouent un rôle dans la survenue et l’évolution de la maladie. C’est dans ce contexte que s’inscrit ce projet : composé d’une étape de caractérisation du modèle d’étude de la maladie (souris génétiquement modifiées), puis d'une phase de screening de molécules thérapeutiques, il permettra l’évaluation de plusieurs candidats-médicaments avant une éventuelle évaluation clinique chez l'humain. Ce projet a donc pour objectif l’évaluation de l'efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques pour la PSC, dans le modèle génétique considéré aujourd'hui comme celui reproduisant au mieux les caractéristiques de la maladie humaine.
Bénéfices attendus
Ce projet en général se focalise sur l’étude et la validation, dans un contexte physiopathologique pertinent, de l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques ou de molécules déjà approuvées pour une autre indication pouvant avoir un effet dans la PSC. Si le screening de molécules dans le modèle révèle des candidats médicaments prometteurs, ce projet débouchera sur l’étude de leur mécanisme d’action dans le contexte de la pathologie et permettra l’évaluation des meilleures molécules avant une éventuelle utilisation en clinique chez l’homme. Ainsi, cette étude supportera la recherche de nouveaux médicaments potentiels dont les effets seraient supérieurs aux traitements purement symptomatiques actuellement délivrés pour la PSC, et qui ralentiront ou stopperont l'évolution de la maladie.
Procédures
Afin d'évaluer de potentielles molécules thérapeutiques dans le modèle, puis de déterminer la dose, la fréquence et la voie d'administration permettant un effet optimal du composé, les animaux pourront recevoir un traitement administré une à sept fois par semaine, jusqu’à 2 fois par jour (en fonction de la molécule étudiée et de la voie d’administration), pendant 7 semaines maximum. Le mode d’administration du composé dépendra de la nature de la molécule, de son mécanisme d’action et de la cible thérapeutique. En effet, notre approche étant exploratoire, nous devons envisager plusieurs voies d’administration afin d’optimiser l’efficacité du traitement. Nous n’attendons pas de nuisance liée à la nature des traitements (doses non toxiques selon les études de toxicologie préliminaires ou la littérature). L’administration des traitements par gavage entrainera un stress dû à la manipulation et une irritation liée à la sonde ; l’administration par voie intra-péritonéale ou sous-cutanée entrainera un stress dû à la manipulation et une douleur liée à la piqûre. Des prélèvements de sang en cours de procédure pourront être réalisés sous anesthésie gazeuse à raison d'un prélèvement toutes les deux semaines au maximum (soit 4 prélèvements par animal au maximum sur toute la durée de la procédure), d’un volume conforme aux recommandations éthiques. Le sang sera récupéré et l’animal sera remis dans sa cage pour son réveil.
Impact sur les animaux
Bien que les marqueurs sanguins et l'imagerie du foie révèlent l'apparition d'une altération du flux biliaire et d'une fibrose du foie dès 2 semaines, les animaux ne montrent pas de symptômes avant 8 à 12 semaines. Les symptômes documentés survenant dans cette période et leur impact sur le bien-être animal sont mineurs : petites altérations du comportement (léthargie/activité réduite), jaunisse transitoire. Cependant, l'état des animaux sera suivi 2 fois par semaine en observant la survenue de ces symptômes, en vérifiant la prise de nourriture, et en mesurant le poids des animaux. Nous n’attendons pas de nuisance liée à l’administration des traitements (doses non toxiques selon les études de toxicologie préliminaires ou la littérature) en dehors de celle induite par la piqûre. De plus, les prélèvements sanguins seront réalisés sous anesthésie gazeuse.
Devenir
A l'issue de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés. Certains organes seront alors récupérés et des prélèvements sanguins seront réalisés afin de pratiquer différentes analyses qui nous permettront d'évaluer l'efficacité des candidats-médicaments dans ce modèle de PSC. De plus, l'euthanasie des animaux à 12 semaines maximum empêchera les animaux de subir des symptômes sévères liées à la modification génétique.
Remplacement
Des expériences sur cellules pourront être réalisées en amont selon le mode d'action documenté ou envisagé des molécules testées. Cependant, l’étude de l’efficacité de molécules pouvant agir sur l’inflammation et/ou sur la fibrose est bien plus pertinente dans ce modèle dont l’ensemble des caractères anatomiques, physiologiques et immunitaires reproduit la majorité des aspects de la PSC humaine. Cette souche de souris est le modèle génétique de référence pour l'étude préclinique de la PSC, et modélise tout à la fois une altération du flux biliaire, une infiltration de cellules immunitaires en périphérie des canaux biliaires, une fibrose autour des canaux biliaires dite en "peau d'oignon" caractéristique de la PSC, ainsi qu'un déséquilibre des acides biliaires et de la flore intestinale. Nos procédures expérimentales ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d’autres méthodes alternatives n’impliquant pas l’utilisation d’animaux vivants et susceptibles d’apporter le même niveau d’information. Pour évaluer et déterminer l’effet d’un traitement sur tous les facteurs précités, il est essentiel d’examiner l’animal vivant entier.
Réduction
Pour nos expérimentations, nous nous sommes appuyés sur les données de la littérature pour déterminer un nombre d’animaux nécessaire afin de garantir une puissance statistique adéquate pour l’analyse des résultats et d’inclure un nombre suffisant de contrôles internes permettant de conclure de manière robuste sur l’efficacité des traitements. L’analyse des données impliquera la comparaison de 8 groupes de 7 animaux pour chaque étude et bénéficiera d'une analyse statistique appropriée.
Raffinement
Pour minimiser l'impact sur les souris, une étude préliminaire sera menée sur un petit nombre d'animaux afin d'optimiser les études de screening ultérieures. L'implantation des puces d’identification et les prélèvements sanguins sont réalisés sous anesthésie à l’isoflurane, un anesthésique volatile reconnu pour son induction et son réveil rapide, minimisant ainsi le stress et l’impact sur l’animal. L’implantation de la puce est une procédure rapide (quelques secondes) et bien que légèrement invasive, elle ne provoque qu’un inconfort transitoire. Les prélèvements sanguins sont effectués de manière à limiter le traumatisme local pour minimiser la douleur et l’inflammation post-procédure. Toutefois, les animaux seront surveillés attentivement après chaque intervention. Si des signes de douleur ou d’inconfort prolongés étaient observés (léthargie, prostration, diminution de l’alimentation), un analgésique sera administré. Les animaux seront également suivis et pesés 2 fois par semaine afin d’anticiper tout signe de souffrance. Si les points limites sont atteints et que des signes de souffrance sont avérés chez l’animal, il sera sorti du protocole et euthanasié. Les procédures seront réalisées dans une pièce calme, différente de la pièce d’habitation. Pour limiter le stress, la peur et l’angoisse des animaux, ils seront manipulés avec délicatesse et sociabilisés (habitués à l’expérimentateur) avant le début de l’étude, leur environnement sera enrichi avec du matériel de nidification et de divertissement afin que les animaux puissent exprimer leur comportement naturel. Une manipulation des animaux à l'aide d'un tunnel ou avec les mains en coupe sera privilégiée pour éviter la contention des souris par la queue. Afin d’optimiser l'expérience, les animaux seront randomisés selon leur poids et/ou selon un marqueur sanguin déterminé au cours de l'étude préliminaire. L’objectif est de préserver le bien-être des animaux, la satisfaction de leurs besoins physiologiques et comportementaux permettant également d’éviter tout biais sur les résultats des expérimentations.
Choix des espèces
Ce modèle de souris génétiquement modifiées exprime un ensemble de caractères anatomiques, physiologiques et immunitaires très proche de la cholangite sclérosante primitive. Il s'agit du modèle génétique de référence dans la littérature ou les entreprises de recherche préclinique afin de tester l’efficacité de nouveaux traitements pour cette maladie. Dans le cadre de ce projet, nous nous intéresserons à la phase précoce (semaines 4 à 12 de la vie des animaux) de la maladie pendant laquelle se développent l'altération du flux biliaire, l'inflammation en périphérie des canaux biliaires et la fibrose du foie qui seront les principaux paramètres que nous chercherons à diminuer par l'administration de candidats-médicaments. Lors de cette phase, la pathologie est en cours de développement, ses caractéristiques sont encore modérées mais suffisamment développées pour permettre l'évaluation d'un candidat-médicament. Ne pas poursuivre l'étude sur les animaux au-delà de 12 semaines nous permettra d'obtenir des résultats suffisants pour démontrer l'efficacité de nos molécules tout en réduisant l'impact que la modification génétique pourrait avoir sur le bien-être des animaux.
Génération et maintien de souches génétiquement modifiées de parasites Cryptosporidium parvum dans un modèle murin
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Maladies infectieuses
- Troubles gastrointestinaux
Infectées par gavage avec un parasite intestinal, 980 souris immunodéficientes passent jusqu'à douze jours hébergées sur grille en cage métabolique pour que leurs fèces soient récoltées. Toutes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et toutes sont tuées à l'issue, l'agent en cause étant transmissible à l'humain. Le porteur décrit un ramollissement des fèces pendant plusieurs jours, une prostration possible et une légère perte de poids à partir du douzième jour après l'infection. La finalité est l'entretien d'un stock : Cryptosporidium parvum ne se congèle pas et perd son infectiosité au bout de quatre mois environ, ce qui impose plusieurs passages par animal chaque année, 900 souris étant prévues pour la seule multiplication des souches.
Objectifs
Cryptosporidium parvum est un parasite unicellulaire qui se multiplie dans l’intestin avant d’être excrété dans le milieu extérieur avec les selles. Il est responsable de la cryptosporidiose, une maladie conduisant à des diarrhées sévères chez les individus jeunes ou immunodéprimés, que ce soit chez les ruminants ou chez l’humain. Les moyens de contrôle vis-à-vis de la cryptosporidiose sont limités et de nouvelles cibles thérapeutiques doivent donc être identifiées. La possibilité de modifier génétiquement le parasite est un outil précieux pour nos recherches portant sur la réponse immunitaire de l’hôte face à l’infection et la mise en place de nouvelles stratégies de contrôle : suivi d’infection in vitro et in vivo, identification de facteurs de virulence, génération de mutants ou de vaccins, test d’efficacité de nouveaux traitements. De plus, nos projets de recherche requièrent des quantités importantes de parasites. Comme il n’existe pas de système in vitro permettant de générer ou de multiplier efficacement une souche transgénique, nous utilisons pour cela un modèle murin sensible à la cryptosporidiose. Par ailleurs, le parasite ne peut être congelé, il peut être conservé à 4 °C, mais au-delà de plusieurs mois (environ 4 mois) une diminution progressive de sa capacité à infecter les cellules est observée. Nos études exigent des parasites fraichement multipliés, aussi plusieurs multiplications par an sont nécessaires pour conserver chaque souche générée. Ce projet a pour but de générer puis de maintenir des souches transgéniques de Cryptosporidium parvum in vivo, puisque celles-ci ne peuvent être congelées ou stockées au réfrigérateur plus de 4 mois (perte de leur infectiosité).
Bénéfices attendus
De nouvelles cibles thérapeutiques doivent être identifiées pour lutter plus efficacement contre la cryptosporidiose, que ce soit en santé humaine ou animale. Le développement et l’utilisation de souches parasitaires transgéniques permettra d’accélérer les recherches conduisant à l’identification de nouvelles molécules. En effet, ces souches permettent de rendre diverses applications possibles (ex : génération de mutants ou de vaccins, identification et caractérisation de facteurs de virulence parasitaires par génétique inverse) et/ou plus aisées, robustes et rapides au laboratoire (ex : criblage et test d’efficacité de nouveaux traitements, suivi d’infection in vitro et in vivo). Des multiplications régulières sur animaux sont nécessaires pour conserver et maintenir l’infectiosité de chaque nouvelle souche transgénique générée, et ainsi permettre la continuité des études au laboratoire.
Procédures
Les souris adultes vigiles seront toutes soumises à une ou deux administration(s) orale(s) par gavage, sous contention. Ce geste dure quelques dizaines de secondes. Les animaux reçoivent deux administrations de ce type dans la transfection (au maximum 80 souris sur 5 ans) et une seule dans la multiplication (au maximum 900 souris sur 5 ans).
Impact sur les animaux
Les animaux vigiles seront soumis sous contention à une (inoculation de parasites) ou deux (inoculation de sodium bicarbonate puis parasites) administration(s) orale(s) selon la procédure considérée. Le gavage réalisé sur animal vigile génère un stress du fait de la contention et une gêne par l’introduction de la sonde par voie buccale. Il n’y a pas de souffrance liée au gavage oral. L’angoisse liée à la contention est estimée comme légère et de très courte durée si le gavage est effectué en douceur par du personnel expérimenté, ce qui est toujours le cas. Il est attendu que les animaux soient atteints par la maladie. Chez les rongeurs, on n’observe pas de diarrhée mais un ramollissement des fèces durant plusieurs jours et éventuellement une prostration des animaux et une légère perte de poids à partir d’une douzaine de jours après infection par le parasite. L’hébergement des animaux sur grille en cage métabolique durant une partie du protocole (12 jours maximum) est nécessaire pour la récolte des parasites qui constitue l’objectif du projet. Les déplacements ou postures statiques sur la grille peuvent engendrer de l’inconfort pour les animaux.
Devenir
Les animaux entrent dans un protocole expérimental en zone confinée et sont tous infectés avec un agent pathogène zoonotique de classe II (risque pour l'humain et pour l’environnement). Ils sont donc mis à mort en fin d’expérimentation selon les normes réglementaires et de sécurité biologique.
Remplacement
Pour l’obtention de nouveaux parasites infectieux, la complétion du cycle parasitaire incluant une phase de reproduction sexuée est requise (durée de 3-4 jours). Les cultures cellulaires conventionnelles, utilisées par le laboratoire, permettent de reproduire le début du cycle mais pas la fécondation ni la production de nouveaux parasites infectieux. La complétion du cycle parasitaire a été récemment obtenue par quelques laboratoires dans le monde, mais uniquement à l’aide d’approches impliquant un système de bio-ingénierie ou basées sur des structures cellulaires tridimensionnelles dérivées de cellules souches. Surtout, ces quelques approches in vitro non conventionnelles permettent l’obtention d’oocystes en très faible quantité. Ce faible rendement est très éloigné des quantités dont le laboratoire a besoin pour ses recherches, et qui ne peuvent être obtenues à l’heure actuelle qu’à partir d’un modèle in vivo.
Réduction
Les effectifs d’animaux utilisés pour ce projet ont été définis d’après la littérature et notre expérience sur les 8 dernières années. Ils permettent d’assurer l’obtention du nombre de parasites requis pour nos études, tout en utilisant le moins d’animaux possible.
Raffinement
Avant la phase de récolte des matières fécales, les animaux sont hébergés au maximum par 4 dans des cages sur litière et un enrichissement comprenant des feuilles de papier cellulose, bâtonnets de bois et abri en polycarbonate est ajouté. Durant la phase de récolte des matières fécales, les souris sont toujours hébergées au maximum par 4 sur grille dans des cages de récolte et durant 12 jours maximum. Ces cages de récolte sont enrichies de bâtonnet de bois, d’un abri en polycarbonate et d’une plateforme de repos ajoutée au centre de la cage, afin que les animaux puissent monter dessus pour se reposer et ne pas être continuellement sur cette grille. Les animaux reçoivent une récompense alimentaire (ex : graines de tournesol, popcorn…) après l’administration orale des parasites. Pour limiter l’impact de l’infection sur le poids des animaux et éviter une éventuelle déshydratation, un complément alimentaire riche en calories (DietGel® Boost, Clear H20) sera ajouté sur une plateforme dans chaque cage de récolte dès le début de l’excrétion parasitaire et cette supplémentation sera maintenue jusqu’à la fin du protocole. Des points limites gradés et précis seront définis dans une grille de suivi clinique (perte de poids, apparence, comportement de l’animal) et tout animal atteignant l’un de ces points limites sera pris en charge sans délai.
Choix des espèces
Les espèces pouvant être infectées par Cryptosporidium parvum sont nombreuses. En élevage, les ruminants sont les plus touchés par la cryptosporidiose. Les souris adultes immunodéficientes utilisées pour la totalité de ce projet représentent un bon modèle d’étude de cette maladie car il reproduit bien la sensibilité des patients immunodéprimés. Ce modèle permet également une multiplication du parasite sur animaux exempt d'agents pathogènes spécifiques et opportunistes, ce qui évite les contaminations par d’autres espèces ou souches de Cryptosporidium, ou par d’autres parasites ou agents pathogènes. Cette lignée murine est plus sensible aux infections (notamment par des parasites).
Etudes précliniques d’infection dans des modèles murins et évaluation de l’efficacité et de la toxicité de candidats thérapeutiques
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Inoculées avec le VIH ou les virus des hépatites B, C et D, 3 600 souris subissent des injections de plasmides, des prélèvements sanguins répétés et des prélèvements vaginaux quotidiens pendant au moins cinq jours, parfois plusieurs semaines. Toutes sont tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 200 d'entre elles et modéré pour les 3 400 autres. Les animaux sont des souris immunodéficientes greffées de cellules humaines, dont certaines portent un foie humanisé, que le porteur met à disposition des laboratoires pharmaceutiques et biotechnologiques pour tester leurs candidats médicaments. Sur l'effectif, il indique qu'aucune approche statistique n'a été réalisée et que l'estimation repose sur les études des années antérieures, en anticipant une croissance annuelle "en accord avec le plan commercial".
Objectifs
Le Virus de l’Immunodéficience Humaine (VIH) est une cause majeure de mortalité dans le monde, et aucun traitement curatif n’est actuellement disponible pour les patients. Par ce projet, nous souhaitons mettre à disposition des laboratoires académiques, biotechnologiques et pharmaceutiques un modèle d’étude spécifique de l’espèce humaine permettant d’étudier l’impact du virus et des traitements sur le système immunitaire humain, et ainsi d’améliorer la connaissance de ce pathogène, d’évaluer l’efficacité prophylactique (vaccinale ou non) et thérapeutique de candidats médicaments et d’analyser les phénomènes de résistance aux traitements. Bien qu’un vaccin et des traitements anti-viraux existent contre le virus de l’hépatite B (VHB) et de l’hépatite C (VHC), plus de 250 millions de personnes dans le monde vivent avec une infection chronique, ce qui les exposent à un risque grave de cirrhose voire de cancer. La recherche de nouveaux traitements pour ces maladies est donc essentielle. Par ce projet, nous souhaitons développer un modèle d'étude de l'hépatite B et de l’hépatite C ainsi que de la co-infection avec les virus de l’hépatite B et D, en inoculant le virus à des souris, en particulier des souches possédant un foie humanisé. Ce modèle sera utilisé, non seulement pour la compréhension de cette pathologie, mais aussi pour le développement de candidats médicaments. Dans ces projets, nous utiliserons des souris immunodéficientes, immunocompétentes ou avec un système immunitaire et/ou un foie humanisé. Ces modèles permettront non seulement d’évaluer l’effet du candidat thérapeutique mais également d’analyser sa toxicité.
Bénéfices attendus
Les lymphocytes T humains constitue un atout pour suivre les mécanismes d’infection, de persistance virale et de destruction progressive des cellules immunitaires. Cela permet d’analyser les étapes précoces de l’infection, l’établissement du réservoir viral et la dynamique de la réponse immunitaire humaine. L’utilisation de souris au foie humanisé ouvre des perspectives comparables pour l’étude des infections chroniques par les virus de l’hépatite B et C. Ces modèles reproduisent fidèlement les principales caractéristiques physiopathologiques d’une infection hépatique humaine grâce à la présence d’hépatocytes humains infectés, constituant une plateforme adaptée à l’évaluation des réponses antivirales et des mécanismes de pathogénicité. Ils fournissent un outil indispensable pour mieux comprendre les mécanismes de persistance virale, l’inflammation chronique et la progression vers des complications graves telles que la cirrhose ou le carcinome hépatocellulaire. Ce projet met à disposition une gamme de modèles précliniques de haute valeur translationnelle offrant la possibilité d’étudier l’impact des virus sur les populations immunitaires humaines et de tester dans des conditions proches de la clinique l’efficacité et la tolérance de candidats médicaments. Cela permet de réduire le fossé entre les résultats obtenus en laboratoire et leur transposition à l’homme, en apportant des données prédictives plus robustes pour guider le développement clinique. L’intérêt est d’ouvrir la voie à la validation accélérée de nouvelles stratégies thérapeutiques, qu’il s’agisse d’antiviraux innovants, de combinaisons thérapeutiques visant à éliminer les réservoirs viraux, ou d’approches vaccinales de nouvelle génération. Ils constituent un outil précieux pour identifier et comprendre les mécanismes d’échappement immunitaire, facilitant le développement de traitements capables d’améliorer durablement la prise en charge des patients. Le VIH et les hépatites virales chroniques sont responsables de millions de cas et de décès chaque année, et représentent un fardeau économique et social. En fournissant des modèles précliniques fiables et transposables, il contribue à accélérer l’arrivée de nouvelles solutions thérapeutiques et préventives pour réduire la morbi-mortalité associée à ces infections et améliorer la qualité de vie des patients à l’échelle internationale.
Procédures
L’administration de composés de recherche destinés au traitement des pathologies pourra être réalisée selon différentes voies. Une anesthésie gazeuse sera appliquée en fonction de la voie choisie. Les volumes administrés seront proportionnels au poids de l’animal avec un maximum défini. La durée sera généralement de 10-15 secondes. Le nombre est défini selon le protocole d’étude et dépendra de la fréquence. Ceci sera évalué par le vétérinaire. Des prélèvements sanguins seront réalisés sur souris avec ou sans anesthésie en fonction de la voie choisie. Les volumes maximaux de prélèvements seront proportionnels au poids de l’animal avec une limite fixée sur une période glissante de 14 jours. Une réhydratation avec du sérum physiologique sera réalisée si nécessaire. La répartition des prélèvements figurera dans le protocole de l’étude et sera contrôlée par un vétérinaire. Chaque prélèvement durera quelques secondes. Pour les analyses nécessitant un volume plus important, un prélèvement terminal, sans réveil de l’animal, sous anesthésie gazeuse sera réalisé. Des prélèvements vaginaux pourront aussi être pratiqués quotidiennement pendant au moins cinq jours, voire plusieurs semaines pour caractériser le cycle œstral. Des prélèvements d’urines et de fèces pourront être pratiqués par contention et massage du ventre. Les animaux recevront des injections de solution saline isotonique contenant des plasmides, pour favoriser le développement de populations immunitaires humaines d’intérêt, une ou deux fois selon la durée de l’étude. Ces injections, administrées uniquement aux souris de plus de 18 g, dureront entre 10 et 15 secondes. Les injections pourront être répétées selon le protocole et dureront quelques secondes. Les administrations effectuées pour induire les modèles infectieux seront réalisées par injections qui pourront être répétées selon le protocole et dureront quelques secondes. À l’issue des études, les animaux devant être euthanasiés le seront selon les méthodes réglementaires. Toutes les interventions seront réalisées sous un suivi clinique rigoureux afin de minimiser douleur et stress des animaux. Un jeûne de nourriture pourra être effectué sans dépasser 12 heures par semaine avec un maximum de 6h consécutives. L’eau ne sera jamais retirée des cages.
Impact sur les animaux
-Identification par puce électronique classique ou thermopuce : stress, gêne, douleur dans les heures suivants l’injection. - Injection(s) de solution saline isotonique contenant des plasmides : hématome, troubles cardio-respiratoires, altération marquée de l’état général, pendant les minutes suivants l’injection. -Prise de température rectale : stress transitoire, inconfort ou légère douleur à l’insertion du thermomètre, risque minimal de blessure rectale. - Prélèvements vaginaux : irritation locale, inflammation ou stress temporaire. - Administration de traitements ou de composés : effets potentiellement toxiques des composés à visées thérapeutiques, hématome, douleur, lésion au site d’administration (notamment si administrations répétées). - Infection par le VIH ou les virus des hépatites B, C et D : peuvent induire une perte de poids et une détérioration de l’état général. - Prélèvements sanguins : hématome, anémie, douleur, lésion au site de prélèvement (notamment si prélèvement répétés). - Anesthésie : risque d’hypothermie et de sécheresse oculaire. - Prélèvement d’urine et de fèces : stress, gêne. Des nuisances peuvent également être induites par le stress dû aux contentions. La douleur peut se manifester, entres autres, par une perte de poids, une hypo- ou une hyperactivité, une prostration ou des difficultés à se déplacer.
Devenir
Les animaux en fin de projet, ayant atteints les point limites ou sur demande du vétérinaire seront euthanasiés. Ils ne recouvreront pas leur état de santé et de bien-être général.
Remplacement
Les tests in vitro seront envisagés si ceux-ci sont appropriés. Néanmoins, il n'est actuellement pas possible de recréer in vitro un environnement complexe comme le système immunitaire, et de mimer son interaction avec les virus, tout en objectivant les effets que pourra avoir un traitement sur un patient humain. Les études précliniques reposant sur des souris humanisées (qu’il s’agisse de modèles à système immunitaire humanisé, de modèles à foie humanisé ou de modèles double humanisés combinant foie et système immunitaire humains) constituent une approche scientifiquement robuste et indispensable pour le développement de thérapies innovantes contre les virus tels que le VIH, le VHB, le VHD et le VHC.
Réduction
Un total de 3600 souris seront utilisées, couvrant une période de 5 ans et permettant de réaliser 72 études précliniques de 5 à 10 souris par groupe avec l’utilisation d’un groupe contrôle positif et contrôle négatif et au moins 3 doses du candidat médicament testé. Aucune approche statistique n'a été réalisée pour le nombre total d’études ou pour le nombre total d’animaux dans le projet. L’estimation du nombre d’animaux est réalisée sur base du nombre d’études effectuées les années antérieures et anticipant une croissance chaque année, en accord avec le plan commercial. Le nombre d’animaux utilisés dans chaque étude sera réduit au maximum par des analyses rétrospectives systématiques.
Raffinement
En début d'étude et tout en respectant la réglementation en vigueur, les souris seront hébergées par groupes sociaux, préférentiellement stables, de 2 à 5 individus. Des compléments alimentaires pourront être administrés suivant l’état de santé des animaux. La cage contiendra à minima une couche de litière permettant aux souris de creuser, de se cacher et de réaliser un nid, élément essentiel à leur bien-être. En outre, des enrichissements de qualité seront fournis dans chacune des cages : morceaux de bois, tunnel en carton, kraft et/ou boules de cotons. À leur entrée dans l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation de minimum 4 jours. Les souris pourront recevoir des puces électroniques permettant de mesure la température corporelle afin d’éviter une prise rectale plus impactante. Lors d’un changement de zone au sein de l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation d’une nuit au minimum. Pour limiter la douleur, la souffrance et l’angoisse, une échelle de scores cliniques (pelage, mobilité, état général, activité, comportement, etc…) sera appliquée dès le premier geste invasif ou dès qu’un signe d’altération sera observé lors de la surveillance quotidienne. Des traitements antalgiques préventifs et curatifs seront mis en œuvre dès que nécessaire, sous avis vétérinaire, administrée avant toute procédure potentiellement douloureuse (par exemple : intervention chirurgicale, implantation de certains dispositifs ou cathéters, manipulations invasives des tissus, injection répétées). Le vétérinaire aura pleine autorité pour euthanasier un animal ou mettre en œuvre un traitement anti-douleur. Concernant les prélèvements sanguins, le volume maximal est défini pour un prélèvement unique, au-delà il s’agira d’un prélèvement terminal sous anesthésie. Les fréquences sont limitées et une réhydratation est prévue. Les points limites déclenchant l’euthanasie incluent : atteinte sévère de l’état général, douleur non contrôlée ou tout score clinique dépassant les seuils définis, perte de poids dépassant les seuils définis.
Choix des espèces
Les souches immunodéficientes, hautement permissives à la greffe de cellules humaines, permettent la reconstitution d’un système immunitaire fonctionnel ou d’un tissu hépatique humain, selon le type de modèle développé. Elles offrent la possibilité de mettre en place des modèles prédictifs adaptés à l’étude des infections virales humaines, qu’elles ciblent le système immunitaire (VIH) ou le foie (VHB, VHC, VHD). Concernant le VIH, la souris humanisée représente une alternative éthique et scientifiquement pertinente à l’utilisation de primates non humains, qui ne peuvent être infectés que par le VIS. Pour le VHB, les modèles de souris à foie humanisé se sont révélés efficaces pour évaluer l’activité thérapeutique de candidats médicaments. Ces approches garantissent une transposition plus fiable des résultats précliniques vers l’homme et soutiennent le développement de traitements innovants. Selon les besoins des études, des animaux immunocompétents pourront être utilisés, historiquement utilisés dans ces modèles infectieux. Pour les souris non humanisées, les animaux seront inclus aux études à partir de l’âge minimum de 6 semaines, animaux matures d’un point de vue physiologique. Pour les souris humanisées, les animaux seront inclus aux études à partir de l’âge minimum de 8 semaines.
Les vésicules dérivées de la membrane externe comme cibles thérapeutiques innovantes dans l’Hépatite Alcoolique Aigüe sévère (HepatAlc-OMV)
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Jusqu'à 36 souris gestantes sont tuées au sevrage de leurs petits pour prélever leur foie et leurs intestins, et leurs 324 souriceaux sont tués à leur tour après quatre semaines d'alcoolisation. 360 souris vont ainsi être utilisées, dont 324 au niveau de souffrance sévère. Les mères reçoivent deux gavages de souches fécales et dix jours d'antibiotiques dans l'eau de boisson, les souriceaux de l'alcool dans l'eau de boisson et un gavage d'alcool par semaine pendant quatre semaines, pour reproduire le binge drinking de l'adolescence humaine. Le porteur présente le projet comme pilote, destiné à vérifier une hypothèse jamais explorée, tout nouveau traitement supposant ensuite d'autres travaux sur cellules, sur animaux non-humains et chez l'être humain.
Objectifs
En dépit d’une diminution de la consommation d’alcool en France ces dernières décennies, cette substance demeure un problème de santé publique majeur en raison de ses propriétés toxiques, cancérigènes et addictives. Une proportion importante de la mortalité liée à l’alcool provient du développement de la Maladie du Foie liée à l’Alcool, qui débute avec la maladie du foie gras, réversible, et qui s’achève avec les formes chroniques de la cirrhose et du cancer du foie. Certains patients atteints peuvent présenter une inflammation, dont la forme sévère peut causer une hépatite, une maladie du foie caractérisée par la survenue brutale d’une jaunisse. La forme sévère de cette hépatite (hépatite alcoolique aigüe sévère) est prise en charge par l’administration d’anti-inflammatoires. Toutefois, ce traitement est inefficace chez 30 % des patients. De plus, il n’existe actuellement aucun autre traitement approuvé pour les patients avec une hépatite alcoolique aigüe sévère, même si d’autres pistes sont explorées, notamment en ciblant le microbiote intestinal. Dans le cadre d’un projet conduit ces dernières années, le microbiote intestinal de patients avec une hépatite alcoolique aigüe sévère a été caractérisé. Un important déséquilibre intestinal a pu être observé, avec une augmentation de certaines bactéries connues pour leur production de petites particules appelées vésicules. Or, ces vésicules sont de plus en plus reconnues comme contribuant à diverses maladies du foie, mais il n’existe actuellement aucune étude les associant à l’hépatite alcoolique aigüe sévère. L’objectif de ce projet est ainsi d’utiliser un modèle de souris afin de vérifier le rôle de ces vésicules produites par des bactéries fécales et l’inflammation du foie. A plus long terme, ces travaux pourraient aider à trouver de nouveaux traitements pour cette maladie grave.
Bénéfices attendus
Ce projet est pilote : il s’agit de vérifier une hypothèse de recherche qui n’a jusqu’à présent pas été explorée dans la littérature, c’est-à-dire que les vésicules jouent un rôle clef dans l’hépatite alcoolique aigüe sévère. Si cette hypothèse est vérifiée, des travaux supplémentaires sur modèles cellulaires, animaux et chez l’Homme pourraient être justifiés pour mieux comprendre les mécanismes impliqués, et à plus long terme proposer de nouveaux traitements.
Procédures
Un total de 3 interventions seront employées dans ce projet. La première intervention consiste en l’introduction de bactéries dans le microbiote intestinal pour jusqu’à 36 mères gestantes. Pour cela, deux gavages oraux seront administrés en quelques secondes sur animal vigile, avec un espacement de quatre jours. Cette intervention sera complétée par l’ajout d’antibiotiques dans l’eau de boisson pendant dix jours pour faciliter l’installation des bactéries. La première intervention consiste en l’exposition de jusqu’à 324 petits de ces mères à de l’alcool. L’alcool sera administré dans l’eau de boisson d’une part, et d’autre part par un gavage oral (quelques secondes) par semaine pendant quatre semaines, sur animal vigile. La troisième intervention consiste en l’introduction d’un marqueur fluorescent de santé intestinale chez jusqu’à 324 souriceaux. Ce marqueur sera administré par gavage oral sur animal vigile une fois le protocole d’alcoolisation achevé. Plusieurs heures après ce gavage, les animaux seront anesthésiés par inhalation de gaz, du sang sera prélevé pendant environ 30 secondes, puis les animaux seront euthanasiés.
Impact sur les animaux
Dans la première partie de l’étude, les femelles gestantes seront hébergées individuellement pour contrôler la date de mise bas et prévenir les comportements d’agressivité ou de cannibalisme post-partum. Cet hébergement individuel peut induire un stress modéré durant la période de stabulation. À leur arrivée, les femelles recevront une des antibiotiques, susceptibles d’entraîner un léger inconfort transitoire, parfois accompagné de rares épisodes diarrhéiques. Elles subiront également deux gavages, espacés de quatre jours, occasionnant une gêne légère et brève liée à la contention et à l’introduction de la sonde. Le gavage permettra d’administrer l’une des trois souches fécales non-pathogènes. Ces précautions limiteront l’impact sur la fonction intestinale, estimé léger pendant la stabulation, avec de possibles épisodes diarrhéiques rares, également anticipés chez les souriceaux. Dans la seconde partie de l’étude, les souriceaux pourront présenter une altération intestinale légère et transitoire durant la stabulation. Le prélèvement de fèces par induction représentera également une nuisance brève et légère. L’exposition des souriceaux à l’alcool dans l’eau de boisson pourrait provoquer des effets nuls à légers sur la durée de l’étude. Quatre gavages oraux, espacés d’une semaine, seront réalisés. Ces manipulations entraîneront une gêne légère et passagère, sans douleur persistante. L’alcool administré pourrait toutefois induire un état transitoire de somnolence ou de prostration, associé à une diminution de la prise alimentaire. Combinée à la consommation d’alcool, cette exposition peut entraîner des atteintes intestinales et hépatiques ainsi qu’un stress physiologique modéré. D’après nos travaux antérieurs, la nuisance globale après quatre semaines d’exposition à l’éthanol est considérée comme modérée. A la fin de cette seconde partie, une courte période d’isolement et de jeûne (≈4 h) pourra générer un stress léger et transitoire. Elle sera suivie d’un gavage oral d’un marqueur de santé intestinale, provoquant une gêne brève liée à la contention.
Devenir
La mise à mort des animaux est nécessaire dans notre étude afin de pouvoir obtenir des échantillons biologiques indispensables. A l’issue de la première partie de l’étude, qui s’achève avec le sevrage et le sexage des souriceaux, les mères gestantes seront mises à mort afin de récupérer le foie et les intestins. Les souriceaux sevrés seront ensuite utilisés dans la seconde partie de l’étude, et exposés à de l’alcool. Au terme de cette exposition pendant quatre semaines, les animaux seront mis à mort afin de récupérer le foie et les intestins.
Remplacement
Cette étude vise à mieux comprendre comment l’alcool et certaines bactéries intestinales affectent le foie et l’intestin. Des modèles innovants en laboratoire, appelés « intestin–foie sur puce », permettent déjà d’étudier certaines maladies du foie sans utiliser d’animaux. Cependant, ces systèmes ne reproduisent pas encore toute la complexité du corps vivant, ni les interactions entre l’alcool et les vésicules produites par les bactéries. Pour cette raison, l’utilisation de souris reste nécessaire afin d’étudier de manière fiable les réactions biologiques et immunitaires impliquées dans cette maladie, et ainsi faire progresser les connaissances sur l’hépatite alcoolique.
Réduction
Pour limiter le nombre d’animaux utilisés, nous avons planifié l’étude avec une approche statistique précise. Au total, jusqu’à 324 souriceaux seront nécessaires pour obtenir des résultats fiables. Pour atteindre ce nombre, un maximum de 36 mères gestantes sera engagé. Afin de réduire encore le nombre d’animaux, l’étude se déroulera en deux étapes : d’abord avec la moitié des mères, puis, si nécessaire, la seconde moitié sera utilisée pour compléter l’expérience et garantir des résultats robustes.
Raffinement
Les mères gestantes seront placées, à leur arrivée, dans des cages individuelles enrichies par un dome, du bois pour ronger, des frisottis et cotons pour la nidification. Ces cages sont dans des portoires ventilés, avec une alternance jour/nuit de 12H/12H. La température et l’humidité sont strictement contrôlées, allant de 20 à 23 °C et de 30 à 60 % respectivement. Les besoins vitaux des animaux seront assurés avec une alimentation standard sous forme de croquettes, et une eau fournie ad libitum. Les mères bénéficieront d’une alimentation spéciale avec des croquettes adaptées à leurs besoins gestationnels. Les souris seront hébergées dans des cages transparentes et pourront voir leurs congénères. Du raffinement supplémentaire sera introduit comme une roue d’activité et des frisottis pour réduire le stress des animaux. Les mêmes conditions seront employées pour héberger les souriceaux une fois le sevrage et sexage réalisé, à raison d’au minimum deux souriceaux et au maximum cinq souriceaux de même sexe par cage. L’hébergement en fratrie permettra ainsi de prévenir le stress de l’isolement en maintenant des interactions sociales. Les animaux seront attentivement surveillés dans les minutes suivant chaque gavage, et mis à mort si une blessure est constatée. Les opérateurs sont régulièrement entraînés à ce geste sur mannequins de souris. Après les gavages d’alcool, les cages seront placées sur des tapis chauffants pour faciliter la récupération. A partir de l’arrivée des mères gestantes dans les installations, les animaux seront surveillés quotidiennement. Une attention particulière sera portée sur le comportement autour de la naissance. Dès la mise-bas, si certaines mères gestantes ont un comportement anormal (absence de nidification, cannibalisme), il sera envisageable de transférer leurs souriceaux à d’autres mères afin d’assurer la survie des nouveaux-nés. A partir du sevrage et du sexage, et une fois les animaux identifiés, les souriceaux seront inspectés individuellement au moins une fois par jour, et pesés une fois par semaine. D’autres indicateurs de santé de l’animal sevré seront évalués : l’apparence physique, la variation de poids, la déshydratation, et le comportement social. Ces indicateurs sont présentés dans une grille d’évaluation affichée dans les locaux de stabulation et remplie chaque jour après l’inspection de chaque animal. Une grille de points-limites sera mise en place pour prendre en charge les animaux de manière appropriée.
Choix des espèces
Des souris femelles âgées de 10 semaines et à 10 jours de gestation seront utilisées. Il nous est impossible d’utiliser des femelles avec gestation confirmée du fait du besoin de coloniser la mère avant la naissance des souriceaux. Selon notre expérience avec ces souris gestantes, nous avons besoin d’une semaine pour l’antibiothérapie et la colonisation du microbiote intestinal. Le choix de mères gestantes, et non de souriceaux, est pertinent afin de gaver un nombre réduit d’animaux. De plus, nous nous attendons à ce que la déstabilisation du microbiote intestinal à travers l’antibiothérapie combinée aux gavages bactériens aboutisse à une atteinte hépatique augmentée. Les souriceaux seront en outre inclus dans la procédure d’alcoolisation seulement une fois sevrés et avec un poids suffisamment élevé, de 20 g pour les mâles et 19 g pour les femelles, au maximum 5 semaines post-naissance selon les courbes de croissance du fournisseur. Des souris aussi jeunes permettent de reproduire le comportement de binge drinking (alcoolisation ponctuelle importante) qui débute chez l’Homme au cours de l’adolescence. Nous nous attendons aussi à une atteinte hépatique plus marquée à un jeune âge suite à la colonisation dès la naissance par la bactérie, et qui serait potentialisée par les effets de l’alcool.
Consommation de différentes formes de fer héminique : étude comparative des conséquences sur la physiologie digestive et le risque de carcinogenèse colorectale chez le rat adulte mâle et femelle.
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Hébergés seuls quarante-six heures en cage à métabolisme et nourris pendant vingt et un ou cent jours d'un régime dont seule la forme du fer change, 400 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour des prélèvements du côlon. 240 d'entre eux reçoivent en plus une injection intrapéritonéale d'azoxyméthane, un cancérogène, pour déclencher les premiers stades d'un cancer colorectal. L'objet réel est d'évaluer si un substitut végétal de viande riche en fer, dont la mise sur le marché européen est envisagée à court terme, produit les mêmes effets sur le côlon que la charcuterie. Le porteur écrit que les régimes n'ont pas d'effet attendu sur le bien-être des rats et que la formation des phases précoces du cancer du côlon n'induit aucune douleur, tout en déclarant les 400 animaux au niveau de souffrance modéré.
Objectifs
La consommation excessive de viande rouge et de charcuteries est associée chez l’Homme à une perturbation du fonctionnement de l’intestin, et à un risque augmenté de développer un cancer du côlon. Des études scientifiques ont permis de démontrer que ces impacts sont liés au fer présent dans les viandes. Ainsi, ce fer va pendant la digestion arriver au niveau du côlon et favoriser la formation de molécules toxiques. Les recommandations nutritionnelles actuelles sont donc de limiter la consommation de produits carnés riches en fer. Dans ce contexte, plusieurs produits alternatifs à la viande sont proposés aux consommateurs. Plus précisément, certaines de ces alternatives misent sur la ressemblance parfaite avec les produits carnés en utilisant une forme de fer végétale proche de celle apportée par les viandes afin de provoquer une couleur et un goût similaires aux viandes. La mise sur le marché d’une alternative à base de ce fer d’origine végétale est envisagée à court terme en Europe. Au regard de sa proximité avec le fer des viandes, se pose donc la question de savoir si ce produit destiné à végétaliser davantage nos régimes est susceptible d’engendrer des effets néfastes sur le côlon et le cancer du côlon. En termes de santé publique, l’objectif de cette étude est d’évaluer si un apport en fer d’origine végétale risque ou non d’induire les mêmes effets délétères sur le côlon qu’un apport en fer d’origine animale. Étant donné que chez l’Homme, aucune étude interventionnelle n’est envisageable, une évaluation pré-clinique chez le rat identique à ce qui a été mis en place par le passé pour alerter les politiques publiques sur la consommation des viandes rouges et le risque de carcinogénèse colorectale est proposée.
Bénéfices attendus
À l’issue du projet, nous serons en mesure de savoir si le fer d’origine végétale peut engendrer ou non la formation dans le côlon de produits toxiques en comparaison avec d’autres formes de fer d’origine animale. Ainsi, ces études permettront de (i) évaluer le risque de pathologies associées à la consommation humaine de ces substituts, et en conséquence, selon les résultats obtenus (ii) alerter les pouvoirs publics, pour qu’ils puissent à terme proposer des messages de recommandation nutritionnelle adaptés spécifiquement à ces substituts riches en fer végétal.
Procédures
400 rats recevront un régime expérimental dont seule la nature du fer sera modifiée selon le groupe expérimental pendant 21 jours pour 160 d’entre eux, et pendant 100 jours pour les 240 autres. Ces 400 rats seront hébergés individuellement une fois pendant 46 heures en cage à métabolisme après avoir été habitués 3 heures en amont. Parmi eux, les 240 rats exposés 100 jours aux régimes expérimentaux recevront en amont une injection intrapéritonéale d’azoxyméthane d'une durée de moins d'une minute, le temps de la préhension et l'injection, pour induire les premiers stades non douloureux du cancer du côlon.
Impact sur les animaux
Les régimes n’ont pas d’effet attendu sur le bien-être ou la croissance des rats. L’hébergement en cage individuelle d’une journée peut générer un stress transitoire mais il disparait dès le retour en hébergement conventionnel. Hormis les stress attendus lors de l’injection, seule une légère douleur passagère peut se produire au site d’injection en raison du produit injecté. La formation progressive des phases précoces du cancer du côlon pendant cette étude n’induit aucune douleur.
Devenir
A l'issue de chaque procédure, les rats seront mis à mort et divers prélèvements seront effectués post-mortem pour des analyses histologiques et biochimiques ultérieures destinées à caractériser l’effet des régimes administrés sur la muqueuse colique, et engendrant éventuellement des perturbations de l’homéostasie des tissus environnants ou d’organes plus distants.
Remplacement
Bien que nous menions des études in vitro, aucun des modèles de cellule du côlon en culture ne permet d’évaluer l’ensemble des répercussions induites par un régime riche en produits carnés au niveau du côlon. En effet, outre la formation de composés toxiques, la consommation de fer des produits carnés va fortement modifier l’ensemble des composantes du côlon. Seule une approche in vivo nous permettra de prendre en compte la complexité du côlon et de l’impact de l’alimentation sur cet organe.
Réduction
Les études antérieures associées à ce projet ont permis d’améliorer les procédures sur le plan technique et du bien-être de l’animal, contribuant ainsi à minimiser le nombre d’animaux nécessaires pour mettre en évidence l’effet des régimes chez le rat. De plus, afin d’assurer la fiabilité des résultats, les études et analyses des échantillons issus de l’étude seront conduites en aveugle. La reproductibilité sera assurée par une répétition indépendante des études. Le traitement des données sera réalisé grâce à des tests statistiques appropriés permettant d'exploiter au maximum l'ensemble des données générées.
Raffinement
Le nombre et la durée d’hébergement individuel en cage individuelle seront limités au minimum nécessaire (46h) pour obtenir les quantités suffisantes d’urines et de fèces. Des phases d’habituation à ce type d’hébergement ont été mises en place afin de minimiser le stress. Quel que soit le type de cages, elles seront transparentes, alignées pour maximiser les échanges visuels, olfactifs et auditifs. Lors de l’injection pour induire les premiers stades du cancer du côlon, l’acidité de la solution sera corrigée pour éviter une douleur au moment de l’injection, une habituation au geste de la piqure sera réalisée les jours précédents. Une observation des rats à l’occasion notamment de la distribution quotidienne des régimes permettra, grâce à l’utilisation de fiches individuelles de suivi, de détecter à temps toute anomalie éventuelle. Enfin, toutes les mesures susceptibles de réduire la douleur sans affecter l’objectif scientifique seront mises en application.
Choix des espèces
Depuis les années 80, l’étude de la relation entre l’alimentation et le cancer est basée sur les études chez l’Homme mais aussi des approches qui reposent sur les modèles animaux. Le modèle le plus approprié à notre étude est le rat qui a l’avantage de présenter un développement de la maladie comparable à celui chez l’Homme. De plus, ce modèle chez le rat permet d’obtenir des résultats fiables dès les stades précoces du cancer, sans qu’il soit nécessaire de poursuivre l’étude aux stades avancées de la maladie (tumeur, métastases), qui sont des stades davantage susceptibles d’engendrer des dommages et des douleurs. Les études se feront sur des rats adultes de 5 à 6 semaines à leur arrivée. À cet âge, le système digestif est suffisamment mature et fonctionnel et la composition du microbiote bien stabilisée. Afin de se placer dans les conditions pour lesquelles le modèle est maîtrisé au laboratoire, il est important de rester au même stade de développement.
Mini-foie de substitution comme voie alternative à la greffe
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
3 216 souris au système immunitaire affaibli vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour 1 836 d'entre elles et sévère pour 1 380. Elles reçoivent par chirurgie un implant d'amas de cellules humaines, des séances d'imagerie et des prélèvements sanguins sous anesthésie, et une partie développe une cirrhose provoquée par un produit toxique administré à partir de la huitième semaine. Le porteur décrit une douleur postopératoire "moyenne à importante" pendant les 48 premières heures. Le bénéfice annoncé, éviter la greffe de foie chez des patients en insuffisance hépatique grave, est renvoyé au terme, et le porteur affirme que les effets physiques d'une structure cellulaire placée dans un corps vivant ne peuvent pas être reproduits en laboratoire.
Objectifs
En France, plus de 500 000 personnes vivent avec une maladie chronique du foie. Ces maladies peuvent avoir différentes origines : alcool, virus, anomalies génétiques ou troubles du métabolisme. Bien que le foie soit capable de se régénérer, certains dommages sont irréversibles et peuvent nécessiter une greffe. Malheureusement, tous les patients ne peuvent pas en bénéficier, et le manque de greffons complique la situation. C’est pourquoi il est essentiel d’agir tôt, pour éviter d’en arriver à cette solution ultime. Les principales cellules du foie peuvent se renouveler. Une piste de traitement consiste à les transplanter directement, mais cette approche présente encore de nombreuses limites : une grande partie des cellules est perdue après l’injection, et le foie malade n’offre souvent pas un environnement favorable à leur survie. Notre projet vise à développer une alternative. L’idée est de créer un implant à base de petits amas de cellules appelés "sphéroïdes", contenant des cellules humaines fonctionnelles. Une fois implantés, ces sphéroïdes doivent rapidement se connecter aux vaisseaux sanguins, rester actifs sur le long terme et remplir certaines fonctions du foie, comme la production de protéines. Nous avons déjà mis au point la culture puis l’implantation et le suivi par imagerie de ces sphéroïdes pendant plusieurs semaines. La prochaine étape consistera à tester ce dispositif chez des souris en bonne santé, mais aussi chez des souris atteintes de cirrhose, pour évaluer l’efficacité de l’implant dans un contexte pathologique. L’objectif est de proposer une solution innovante pour soutenir temporairement ou durablement le foie chez les patients souffrant d’insuffisance hépatique grave.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour but de prouver qu’il est possible de greffer, dans une autre partie du corps, un mini-foie fonctionnel fabriqué à partir de petits amas de cellules. À terme, cette approche pourrait ouvrir la voie à de nouvelles options thérapeutiques pour les patients humains. Ce projet s’inscrit dans le domaine de la médecine régénérative, une approche innovante qui vise à réparer les organes en intervenant tôt dans l’évolution de la maladie. L’objectif est de stabiliser l’état du patient, prévenir une aggravation, et si possible, éviter d’avoir recours à une greffe complète du foie. Des premiers résultats encourageants ont déjà été obtenus, et nous espérons que les travaux à venir permettront de produire des données solides pour envisager, à terme, des applications chez l’homme.
Procédures
Les prélèvements sanguins seront réalisés sous anesthésie générale. Les souris potentiellement greffées dans ce projet seront opérées sous anesthésie générale et avec administration d’antidouleurs pendant quelques jours. L’ensemble des séances d’imagerie suivant cette opération sera réalisé sous anesthésie et antidouleurs. Peu de souris recevront un traitement induisant une hépatite. Dans la mesure du possible, les animaux seront leur propre contrôle ce qui permettra de diminuer drastiquement le nombre d’animaux utilisés.
Impact sur les animaux
Chirurgie : douleur après la chirurgie dans les 48h premières heures, moyenne à importante mais traitée par antidouleurs. Administration du toxique : perte de poids Effets indésirables légers suite aux prélèvements sanguins et aux injections : gêne au niveau de la zone d’injection ou de prélèvement pendant 1 à 2h. Stress lié aux manipulations des animaux
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin de pouvoir réaliser des analyses histologiques de leur foie et du greffon implanté.
Remplacement
Les expériences en laboratoire ne permettent pas de reproduire les effets physiques qui se produisent lorsqu’on place une structure cellulaire en trois dimensions dans un corps vivant. Pour comprendre comment cette structure s’implante, se connecte aux vaisseaux sanguins et aide éventuellement le foie à fonctionner, il est nécessaire d’utiliser un modèle animal fiable.
Réduction
Dans une démarche de réduction du nombre d’animaux utilisés, une estimation a été réalisée à l’aide d’un logiciel adapté. Ce nombre pourra être ajusté si les résultats le permettent. Pour certaines étapes, les animaux seront suivis sur plusieurs jours, ce qui permet d’obtenir davantage d’informations tout en limitant le nombre total d’animaux nécessaires. Les premières phases du projet ont pour but de tester et d’optimiser les conditions d’intégration de l’implant, les techniques d’imagerie et la manière d’administrer certains produits, afin d’assurer la fiabilité des résultats.
Raffinement
Le bien-être des animaux est une priorité. Un temps d’adaptation est prévu avant toute intervention pour réduire le stress. Les animaux bénéficient d’un environnement enrichi qui favorise leurs comportements naturels. En cas de chirurgie, une anesthésie et une gestion de la douleur adaptées sont mises en place. Les animaux sont suivis de près pendant et après l’intervention, avec des soins spécifiques pour assurer leur confort et une bonne récupération. Une surveillance quotidienne est assurée par du personnel formé, à l’aide d’une grille d’évaluation du bien-être. Des critères précis permettent de réagir rapidement en cas de problème, pour éviter toute souffrance prolongée.
Choix des espèces
Nous avons choisi d’utiliser des souris adultes présentant un système immunitaire affaibli. Ce choix s’appuie sur des connaissances établies : leur système immunitaire affaibli permet aussi d’implanter des structures contenant des cellules humaines sans provoquer de rejet. Les souris utilisées sont génétiquement proches de l’humain et des modèles similaires sont déjà couramment employés pour étudier les maladies du foie. Nous travaillons avec des animaux âgés de 7 à 28 semaines, afin d’éviter les changements hormonaux liés à la croissance, qui pourraient fausser les résultats, en influençant par exemple la réaction à l’implant ou sa vascularisation. Il est également important que certains tissus soient suffisamment développés avant de commencer les traitements. C’est pourquoi l’administration du produit toxique ne commencera qu’à partir de la 8ᵉ semaine, et l’implantation se fera plus tard, vers la 22ᵉ semaine, après que la maladie du foie aura eu le temps de se développer.
Imagerie moléculaire de la charge en cellules sénescentes
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles gastrointestinaux
Une tumeur implantée sous la peau du flanc, cinq injections dans le ventre, cinq jours de gavage consécutifs, puis une heure d'anesthésie pour l'imagerie : 696 souris vont être utilisées ainsi, toutes tuées à l'issue pour analyse de leurs tissus, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Une partie d'entre elles est immunodéficiente, condition nécessaire pour que des cellules humaines prennent dans leur organisme. Il s'agit de mettre au point un agent d'imagerie repérant les cellules abîmées qui s'accumulent avec l'âge, pour suivre sans biopsie l'effet des traitements qui visent à les éliminer. Aucune atteinte concrète n'est décrite : le porteur écrit que le projet "garantit le bien-être animal" et que les effets indésirables sont limités par des "modèles bien tolérés".
Objectifs
Ce projet vise à développer une méthode d’imagerie pour repérer les cellules endommagées qui s'accumulent avec l'âge (appelées cellules sénescentes), impliquées dans des maladies liées au vieillissement. Après avoir identifié deux cibles spécifiques à ces cellules, des agents d’imagerie sont testés sur des modèles animaux pour vérifier leur efficacité. L’objectif : permettre une détection non invasive de ces cellules dans le corps, utile pour mieux comprendre et diagnostiquer certaines pathologies.
Bénéfices attendus
Actuellement, des traitements permettant l’élimination des cellules sénéscentes sont en cours d’évaluation pour leur effet sur le développement de différentes pathologies. Cependant la présence de ces cellules ne peut être détectée que par des analyses invasives et limitées à un tissu donné. Le développement d’un agent d’imagerie pour la détection des cellules sénescentes pourra donc permettre d’optimiser l’utilisation de ces traitements et de suivre leur efficacité de manière non invasive.
Procédures
Une implantation tumorale sera réalisée le flan d’une partie des souris. Elle entrainera un léger stress à l’implantation, cependant ce geste bien maitrisé au laboratoire est très rapide et se fait sous anesthésie volatile. Un suivi régulier permettra d’éviter toute souffrance de l’animal si les tumeurs atteignent un volume impactant le bien-être animal. Une partie des animaux sera soumis à des injections intrapéritonéales (5 injections par animal). Une partie des animaux sera traité par gavage (5 jours consécutifs de gavage par animal) Une partie des animaux recevront une injection intraveineuse d’un agent d’imagerie suivi d’une anesthésie volatile de courte durée (
Impact sur les animaux
Le projet garantit le bien-être animal tout en assurant la fiabilité des résultats. Grâce à des modèles bien tolérés, les effets indésirables sont limités. La surveillance rigoureuse des animaux permettra de détecter rapidement toute détresse. Ce cadre expérimental soigné assure des conditions optimales pour tester un outil de détection innovant, avec un impact minimal sur les animaux, renforçant ainsi la validité scientifique et éthique du projet.
Devenir
A l’issue de la procédure les animaux seront mis à mort. En effet, des analyses post-mortem seront nécessaires pour caractériser la sénescence induite et la distribution de l’agent d’imagerie à une échelle cellulaire et tissulaire.
Remplacement
La biodistribution de l’agent d’imagerie et sa capacité de détection des cellules sénescentes par imagerie ne peut être évaluée qu’in vivo. Toutefois, l’agent d’imagerie a été préalablement entièrement caractérisé et validé in vitro sur protéine et sur cellules. Sa spécificité et sa sensibilité pour lier sa cible ont ainsi été préalablement démontrées in vitro
Réduction
L’étude a été conçue pour limiter le nombre d’animaux utilisés, tout en conservant un effectif suffisant pour une analyse statistique permettant de se prononcer sur l’efficacité des interventions évaluées.
Raffinement
Une attention particulière sera apportée au bien-être des animaux avec enrichissement du milieu de vie, un hébergement par groupe et un suivi de leur bien-être sera effectué quotidiennement. Des points limites adaptés au modèle permettront de réduire le stress et la souffrance. L’imagerie sera réalisée sous anesthésie volatile.
Choix des espèces
Les modèles identifiés comme pertinents pour l’induction de la sénescence cellulaire ont été établis chez la souris. De plus les souris immunodéficientes permettent la prise tumorale de cellules humaines ce qui permet de se rapprocher davantage de la pathologie d'intérêt.
Importance de l’activité mitochondriale des hépatocytes dans la progression des pathologies du foie liées à un dysfonctionnnement métabolique chez la souris (MODIFICATION)
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
408 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance modérés, chacune passant jusqu'à 24 semaines sous un régime riche en graisse et en sucre. Un lot enchaîne six heures de jeûne, l'administration d'une solution puis cinq à six prélèvements sanguins en deux heures, et 72 heures d'hébergement individuel en cage métabolique. Un troisième lot reçoit un régime conçu pour déclencher une inflammation et une fibrose du foie, alors que le porteur écrit n'attendre l'apparition d'aucun signe clinique. Deux cents autres, réparties en quatre groupes de cinquante, sont opérées sous anesthésie et tuées avant tout réveil pour qu'on prélève leurs cellules de foie et les mette en culture.
Objectifs
Les maladies du foie associées à un dysfonctionnement métabolique (MASLD) débutent par la stéatose (une accumulation de graisse dans le foie) et peuvent progresser vers la stéato-hépatite (MASH) qui présente un état inflammatoire et un début de fibrose au niveau du tissu hépatique, et ce jusqu’à la fibrose/cirhhose. Au-delà des dysfonctionnements métaboliques du foie, ces pathologies sont également associées à la mortalité d’origine cardiovasculaire et à la survenue de carcinomes hépato-cellulaires. Il est donc important de comprendre les mécanismes qui amènent à leur progression. De nombreuses études soulignent un rôle de l’activité des mitochondries (organites intra-cellulaires entre autres responsables de la production d’énergie) dans le métabolisme du foie et dans la progression des MASLD. Mais la manière dont l’activité mitochondriale est potentiellement responsable de la progression des MASLD n’est pas clairement élucidée. Nous disposons d’un modèle dans lequel l’absence d’une protéine située au niveau de la membrane des mitochondries dans les hépatocytes de souris mâles a la capacité d’intensifier le processus de respiration mitochondriale couplée à la production d’énergie dans ces cellules et est corrélée avec une protection de ces animaux vis-à-vis de l’apparition d’une stéatose induite par un régime riche en graisse. Notre objectif est à présent de vérifier si ces résultats, initialement obtenus chez des mâles, peuvent également être confirmés chez des souris femelles, ce qui nous parait particulièrement important dans un contexte clinique où la survenue des MASLD a une fréquence différente en fonction du sexe des patients. Nous cherchons également à déterminer si une modulation de l’activité respiratoire mitochondriale, une fois la stéatose hépatique installée, a des vertus curatives, ce qui permettra d’envisager des voies thérapeutiques dans l’avenir. Enfin nous souhaitons déterminer si cette modulation de l’activité respiratoire mitochondriale a des vertus préventives également vis-à-vis de la progression de la stéatose en MASH. Enfin nous utiliserons des hépatocytes primaires en culture, afin d’élucider les mécanismes à l’origine des observations effectuées in vivo.
Bénéfices attendus
A terme, les résultats de ce projet permettront de comprendre plus précisément l’importance de notre protéine d'intérêt pour la fonction du foie. Ils permettront également de mettre en évidence des différences de réponses cellulaires entre mâles et femelles vis-à-vis de la progression des MASLD (maladies du foie liées à un dysfonctionnement métabolique), en particulier comment survient l’apparition d’un foie dit gras et comment cela peut évoluer en un foie inflammé et fibrosé . Nous résultats pourraient également permettre le développement de nouveaux médicaments ciblant les mitochondries, permettant ainsi de prévenir ou freiner le développement des maladies métaboliques et hépatiques chez les patients.
Procédures
(MODIFICATION) Un premier lot d’animaux sera soumis à un régime riche en graisse et en sucre (animal vigile, 24 semaines), période au cours de laquelle une moitié d’entre eux sera soumise à deux tests métaboliques pendant que l’autre moitié sera soumise à un test métabolique et à une mesure de la dépense énergétique. Les tests métaboliques sont tous précédés d’une mise à jeun de 6h et sont constitués d’une administration d’une solution (animal vigile, 5 sec, 1 fois), suivie de 5 à 6 prélèvements sanguins de faible volume sur une période de 2h. La mesure de la dépense énergétique implique un hébergement individuel temporaire (animal vigile, 72h). En fin de procédure, tous les animaux de ce premier lot seront soumis à un prélèvement sanguin (animal anesthésié, 1 min, 1 fois) pour la mesure de leurs paramètres biochimiques. Un second lot d’animaux sera soumis à un régime riche en graisse (animal vigile, 16 semaines), période au cours de laquelle chaque animal sera soumis à un prélèvement sanguin (animal vigile, 30 sec, 1 fois), à une injection intra-veineuse (animal anesthésié, 30 sec, 1 fois), et à un hébergement individuel (animal vigile, 72h). En fin de procédure, chacun des animaux du lot sera soumis à un prélèvement sanguin (animal anesthésié, 1 min, 1 fois). Un troisième lot d’animaux sera soumis à un régime riche en graisse capable d’induire une inflammation et une légère fibrose du foie (animal vigile, 16 semaines). Il sera également soumis à un prélèvement sanguin (animal anesthésié, 1 min, 1 fois). Enfin un quatrième lot d’animaux sera soumis à une procédure chirurgicale sans réveil (animaux sous anesthésie générale et analgésie, 1 fois 20 min). (MODIFICATION) Une modification de projet sans augmentation du nombre d'animaux est nécessaire car un régime alimentaire induisant une obésité et une résistance à l'insuline est remplacé par un régime entrainant une maladie du foie en plus de ces syndrômes métaboliques.
Impact sur les animaux
(MODIFICATION) Les régimes spéciaux peuvent engendrer une maladie du foie, de l'obésité et une résistance à l'insuline ce qui peut induire une douleur modérée, une modification de leur déplacement et de leur mobilité. Les tests métaboliques peuvent entrainer des hyper ou hypoglycémies transitoires chez les souris. L'hébergement individuel de courte durée en cage métabolique peut induire un stress chez les animaux. Les prélèvements de sang peuvent induire une douleur légère de courte durée. Les injections intrapéritonéales et intraveineuses peuvent engendrer une douleur légère de courte durée au site d'injection. Enfin, les procédures d’anesthésie peuvent engendrer un risque cardio-respiratoire.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire pour des analyses post-mortem. Concernant les 3 premiers lots d’animaux, les foies entiers seront collectés et leur analyse nous permettra d’évaluer la santé du foie en réponse aux différents régimes alimentaires et aux traitements à visée curative. Concernant le quatrième lot, une procédure chirurgicale sans réveil, réalisée sous anesthésie et analgésie, nous permettra d’isoler les cellules du foie pour effectuer des analyses plus poussées sur le fonctionnement de ces cellules, en présence ou absence de notre protéine d’intérêt. Ces résultats complémentaires devraient nous permettre d’expliquer les différents états de santé du foie observés chez les animaux.
Remplacement
Selon la règle des 3R, la caractérisation de notre protéine d'intérêt a d’abord été réalisée in vitro et dans un modèle invertébré. Ces modèles n’étant pas basés sur des pathologies des grands systèmes chez l’humain, ils ne permettent pas d’étudier son importance in vivo. Certaines questions d'intérêt scientifique nécessitent des expériences sur les animaux. Bien que nous réalisions des expériences sur les hépatocytes primaires de souris maintenus en culture, ainsi que l’exploration de certains mécanismes par simulation informatique, nous ne pouvons pas étudier la physiopathologie des maladies mitochondriales ex vivo car les phénomènes sont multifactoriels. Les modèles animaux sont nécessaires pour évaluer in vivo au cours de plusieurs mois le développement des altérations pathologiques propres aux organes en question.
Réduction
408 animaux seront utilisés pour ce projet. L’utilisation de souris génétiquement modifiées permettra de démontrer l’importance hépatique de notre protéine d'intérêt et son rôle potentiel dans la progression des maladies du foie associées à un dysfonctionnement métabolique (MASLD pour metabolic-associated steatotic liver disease) à la fois chez les mâles et femelles. Pour chaque condition de régimes, des groupes de 8 à 10 souris seront créés afin d’obtenir une puissance satisfaisante à la fin de l’étude pour des résultats significatifs. Pour l’isolement d’hépatocytes et leur mise en culture, 4 groupes de 50 animaux seront nécessaires afin de reproduire de manière fiable une variété d’expériences en culture cellulaire.
Raffinement
Les animaux sont stabulés en portoirs ventiles avec un système d'abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture. Les conditions de température et d'hygrométrie sont contrôlées et monitorées. Le cycle d'éclairage est de 12h par jour. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères (5 par cage maximum) et l'isolement est évité au maximum. Les animaux sont acclimatés à l’animalerie et sont habitués à être manipulés avec un suivi de poids hebdomadaire qui permet de s’assurer du bon état de santé des animaux. Les animaux sont observés quotidiennement et tout comportement anormal sera directement communiqué à la personne responsable du projet. Nous n’attendons l’apparition d’aucun signe clinique. En particulier, les régimes alimentaires, déjà testés par notre équipe, ont été développés en vue de circonvenir aux effets délétères des précédents régimes qui engendraient d’importantes pertes de poids chez les animaux. Néanmoins, nous veillerons à détecter les premiers signes de douleurs visibles, de détresse ou de signes de toxicité qui pourraient être induits : respiratoire, abattement, perte de poids, dysfonctionnement hépatique. Nous appliquerons strictement les points limites définis dans le projet et la douleur sera limitée à son maximum. Lorsque cela est nécessaire une grille de score adaptée à la procédure sera mise en place. Les prélèvements sanguins et les injections seront réalisés sous anesthésie locale ou générale. La procédure chirurgicale sera réalisée sous anesthésie/analgésie.
Choix des espèces
Le choix de la souris est lié à deux considérations : 1) tous les gènes de la dynamique mitochondriale sont conservés chez la souris et l’homme, ainsi que leur fonction ; 2) la souris est le modèle de choix pour les techniques qui visent à introduire des mutations. Les modèles murins proposés présentent plusieurs avantages notamment la possibilité d’étudier le fonctionnement du foie dans un contexte physiologique où il communique avec tous les organes ainsi que d’étudier la réponse du foie et de l’organisme aux stress hépatiques comme la fibrose hépatique dans le cadre des MASLD (maladies du foie associées à un dysfonctionnement métabolique) et le diabète. Les souris seront mises en conditions expérimentales à partir de l’âge adulte de 8-10 semaines pour ne pas interférer avec leur développement.
Utilisation de l’IRM pour une étude de morphométrie du système digestif dans un modèle de Maladie de Crohn
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
12 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Après douze à quatorze heures de jeûne, un produit irritant leur est administré directement dans le côlon pour provoquer une inflammation de trois jours, avec une perte de poids attendue pouvant approcher 20 %, puis ils passent une IRM sous anesthésie avant d'être tués par injection létale. L'objet est de savoir si l'IRM permet de mesurer l'épaississement de la paroi du côlon, en vue d'études ultérieures sur l'effet des polluants. Le porteur qualifie les six animaux par groupe d'"indispensables" pour compenser les différences individuelles, sans autre calcul, cette étude préliminaire devant précisément servir à dimensionner les suivantes.
Objectifs
Les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) sont caractérisées par des poussées inflammatoires entrecoupées de périodes de rémission de durée variable et impactant très lourdement la qualité de vie des patients. Le registre EPIMAD nord de France a montré que l’incidence de la maladie de Crohn (MC) est croissante depuis de nombreuses années et que l’incidence des MICI chez les jeunes et adolescents (10-16 ans) explose. Des études prédisent une prévalence des MICI entre 0.5% à 1% à partir de 2030 et l’incidence grandissante gagne peu à peu les pays en cours d’industrialisation. L’étiologie de ces pathologies reste encore très mal connue et les facteurs de risque environnementaux identifiés jusqu’alors ne peuvent expliquer toute la pathogenèse des MICI et l’explosion de leur incidence. Pour comprendre l’effet de certains polluants sur l’inflammation de l’intestin, notre projet recherche de nouveaux outils permettant de suivre l’évolution et l’étendue de l’inflammation en utilisant des outils capables de mesurer précisément l’ampleur de cette inflammation, notamment en observant l’épaississement de la paroi du côlon. D'autres segments du tube digestif pourront également être explorés. Nous n'avons jusqu'à présent pas une notion suffisante de la capacité de résolution et de la précision de l'outil IRM pour réaliser une mesure précise de l'épaisseur de la paroi intestinale. Ce projet a ainsi pour ambition de lever cette incertitude.
Bénéfices attendus
Afin de répondre à un certain nombre de questionnements sur l'implication de ces polluants environnementaux dans le développement et la modulation de l'inflammation, nous cherchons des outils matériels pertinents qui permettraient de mesurer l'étendue de l'inflammation notamment de l'infiltration inflammatoire par la mesure de l'épaisseur des couches de la paroi colique. Nous savons qu'au cours du développement de la phase inflammatoire, l'infiltrat de cellules inflammatoires va épaissir progressivement la paroi du tissu d'intérêt. Grâce à l’imagerie par résonance magnétique, il est possible d’obtenir des informations très utiles pour mesurer ces changements sans avoir besoin de sacrifier l’animal à chaque étape. Cela permet de suivre l’évolution de l’inflammation chez le même animal à plusieurs moments, selon le traitement reçu. Cette approche aide à mieux comprendre le phénomène tout en réduisant le nombre d’animaux nécessaires pour les expériences futures.
Procédures
Dans ce projet, une inflammation contrôlée du colon est provoquée chez les rats en administrant un produit irritant directement dans le côlon, après une période de jeûne de 12 à 14 heures. Cette inflammation, modérée et de courte durée (3 jours), est conçue pour limiter au maximum les effets négatifs sur les animaux. Une perte de poids modérée, inférieure à 20%, peut survenir au cours des deux premiers jours. À la fin des trois jours, les animaux sont placés sous anesthésie gazeuse pour passer par l’imagerie par résonance magnétique, puis endormis avant mise à mort afin de permettre des prélèvements et analyses de tissus.
Impact sur les animaux
Le modèle utilisé dans cette étude provoque une inflammation très modérée du côlon chez les rats. De notre expérience du modèle, on attend une perte de poids modérée au cours des deux premiers jours, sans autres changements détectables de comportement. L’injection du produit qui déclenche l’inflammation dure environ deux minutes et se fait sous anesthésie générale. Pour éviter que les animaux ne prennent froid pendant l’anesthésie, ils sont installés sur un tapis chauffant jusqu’à leur réveil. Ensuite, chaque rat retourne dans sa cage, où il est régulièrement surveillé pendant 6 heures après la procédure pour s’assurer de son bon état de santé.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés par administration létale d'anesthésique après la session de passage à l'IRM, afin de réaliser les prélèvements tissulaires et analyses ultérieures.
Remplacement
L’utilisation de rats dans ce projet se justifie parce qu’il n’existe pas d’autres modèles capables de mimer fidèlement les phénomènes étudiés, comme l’inflammation de l’intestin ou le comportement des animaux. Les modèles utilisant uniquement des cellules, des simulations informatiques ou des petits organismes comme les vers ou les insectes ne sont pas adaptés pour reproduire les interactions complexes entre les différents organes comme l’intestin, le microbiote, le cerveau ou le foie. De plus, certains effets de l’inflammation, par exemple l’augmentation de la température corporelle, ne peuvent être étudiés que chez un organisme vivant qui peut s’adapter, notamment par des changements dans le sommeil ou l’alimentation. Les jeunes rats offrent aussi un modèle pertinent, reproductible et validé dans la communauté scientifique.
Réduction
Cette étude est une étude préliminaire. Nous prévoyons d’utiliser 12 rats, répartis en deux groupes de 6. Ce faible nombre nous permet d’obtenir les premiers résultats qui serviront de base s’ils sont positifs pour calculer au plus juste le nombre de rats nécessaires pour une étude plus importante. C’est pourquoi dans cet esprit de réduction nous choisissons uniquement de jeunes mâles adultes pour limiter le nombre total d’animaux nécessaires. Avoir 6 animaux par groupe est indispensable pour compenser les différences individuelles et obtenir des résultats fiables sur le plan statistique.
Raffinement
Afin de limiter l’inconfort des animaux, toutes les manipulations pouvant causer un stress ou une douleur, comme l’injection dans le côlon ou l’imagerie par résonance magnétique, seront réalisées sous anesthésie générale. Les rats seront hébergés dans des cages spacieuses au sein d’un environnement adapté (endroit calme et climatisé) où ils pourront bouger librement, se redresser et s’allonger, afin de préserver leur comportement habituel. Plusieurs éléments favorisant leur bien-être seront ajoutés : les rats seront hébergés en petits groupes stables pour maintenir une vie sociale, des objets qu’ils peuvent manipuler seront mis à leur disposition (comme des tubes en carton ou des frisettes), et un fond musical varié sera diffusé. Enfin, les cages transparentes permettront une bonne visibilité et un environnement visuel stimulant.
Choix des espèces
Pour cette étude, nous émettons l’hypothèse que l’exposition aux polluants pendant les phases sensibles du développement, comme l’enfance et l’adolescence, pourrait favoriser la survenue de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin. C’est pourquoi nous utilisons des rats jeunes adultes car ils réagissent physiologiquement et comportementalement de manière proche des humains face à différents polluants environnementaux. Ce modèle est reconnu scientifiquement pour l’étude de l’inflammation intestinale et les installations nécessaires à leur hébergement sont bien adaptées depuis plusieurs années.
Traitement anticancéreux Activé par Rayonnements Ionisants appliqué aux Tumeurs Solides
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
1 782 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance modérés à sévères. Des cellules de cancer du pancréas leur sont injectées sous la peau ou directement dans le pancréas au cours d'une opération de quarante-cinq minutes, puis elles passent des séances d'IRM d'une heure et de TEP sous anesthésie avant d'être irradiées. Le porteur décrit une tumeur pancréatique qui peut gêner la prise alimentaire, une tumeur sous-cutanée qui peut se nécroser et entraver la marche, et annonce une preuve de concept transférable en clinique. Les souris qui perdent 20 % de leur poids sont mises à mort immédiatement, et les tumeurs sous-cutanées sont mesurées au pied à coulisse deux fois par semaine pour surveiller le volume à partir duquel l'animal sera tué.
Objectifs
L’un des objectifs majeurs de la recherche en cancérologie est l’amélioration de l’efficacité des traitements anticancéreux. Cette amélioration combine un meilleur ciblage de la tumeur avec une meilleure efficacité tout en limitant les dommages qu’ils peuvent causer au tissu sain (effets secondaires). Un des axes de recherche développé dans cet objectif est la fabrication de composés théranostiques (qui provient de la contraction des mots thérapie et diagnostic). Ces composés moléculaires permettent la cartographie des cellules cancéreuses dans le corps et leur traitement de façon ciblée. Dans le cadre de ce projet, nous utiliserons des composés chimiques en cours de validation in vitro (toxicité, activation par les radiations ionisantes). Les composés les plus prometteurs, une fois injectés, sont détectés par des techniques d’imagerie (cartographie de la tumeur) puis activés par radiothérapie de façon à induire les effets thérapeutiques souhaités, tels que la destruction des cellules cancéreuses, l’activation du système immunitaire, etc ... L’action thérapeutique est donc contrôlée de façon à limiter l’impact sur les tissus sains et les effets secondaires associés à une chimiothérapie classique. Dans ce projet nous nous intéresserons particulièrement à des tumeurs solides du pancréas dont les traitements actuels sont peu efficaces. L’objectif de ce projet est donc d’étudier la biodistribution de nos composés théranostiques les plus prometteurs, de déterminer l’efficacité de leur effet thérapeutique sous radiothérapie dans des modèles de cancers du pancréas chez la souris avec pour finalité une utilisation dans le domaine clinique.
Bénéfices attendus
La grande majorité des composés activables par stimulations externes actuellement décrits dans la littérature ne permettent pas une application dans le domaine clinique. Notre projet vise à combler ce manque en caractérisant des composés théranostiques développés pour une application clinique. Ces composés représentent un outil innovant dans la recherche en cancérologie, car ils permettent à la fois une visualisation de la tumeur et une amélioration de l’efficacité de la radiothérapie. Si la preuve de concept se fera sur des tumeurs du pancréas, la non-spécificité de nos molécules pour un type de cancer donné ouvre la perspective d’une application à d’autres types de tumeurs solides. A court terme, ce projet permettra de valider ce concept innovant de traitement qui pourra par la suite être transféré en clinique.
Procédures
Dans un premier lot d’animaux, des cellules tumorales pancréatiques seront injectées en sous-cutané (durée du geste inf à 10 sec) ou dans le pancréas de souris placés sous anesthésie générale, analgésiques et antalgiques (durée du geste 45 min). La croissance des tumeurs est observée via des imageries de bioluminescence réalisées au maximum toutes les semaines (durée de l’acquisition d’image : 1 min, avec les animaux sous anesthésie générale gazeuse). Dans un second lot d’animaux sains, la toxicité des composés sera étudiée. Plusieurs formulations de composés à différentes concentrations seront injectées aux souris saines par plusieurs voies d’administrations (durée des injections inférieur à 1 min par animal, réalisé une seule fois). Dans un troisième lot d’animaux implantés avec les tumeurs, des imageries seront réalisés (IRM : réalisé une seule fois, durée d’une heure par animal sous anesthésie générale gazeuse ; TEP : réalisé plusieurs fois si nécessaire avec un délai minimal de 15 jours entre chaque imagerie, durée de 10min par animal sous anesthésie générale gazeuse) afin de visualiser l’anatomie de la tumeur et caractériser son activité métabolique. Ensuite, nous ferons de prélèvements d’organes afin de doser la quantité de composé accumulée dans les organes vitaux. Dans un quatrième lot d’animaux implantés avec les tumeurs, plusieurs doses d’irradiation seront testées sur différents animaux afin de vérifier la dose la plus appropriée pour nos futurs traitements (durée d’irradiation de 15 min maximum par animal, sous anesthésie générale gazeuse). Dans un cinquième lot d’animaux implantés avec les tumeurs, les composés seront injectés (la formulation, la concentration et la voie d’administration seront choisies en fonction des résultats obtenus sur le 2ème lot d’animaux, la durée des injections reste inférieur à 1 min par animal) puis un traitement par radiothérapie sera réalisé (la dose d’irradiation sera choisie en fonction des résultats obtenus sur le 3ème lot d’animaux, avec une durée d’irradiation de 15 min maximum par animal). Nous étudierons ainsi l’efficacité de nos composés sur les tumeurs pancréatiques.
Impact sur les animaux
Les procédures expérimentales comprenant des implantations tumorales peuvent occasionner des douleurs. Le développement tumoral dans le pancréas peut engendrer des difficultés dans la prise alimentaire ou encore une perte de poids. Le développement tumoral sous-cutané peut engendrer de la nécrose ou une gêne lors de certains mouvements, notamment pour la locomotion. Lors des tests de toxicité, une perte de poids peut être observée.
Devenir
Les animaux sont mis à mort pour les analyses post-mortem
Remplacement
Avant toute étude chez l’animal, les composés théranostiques (famille appelée radioswitch) ont subi de nombreux tests préliminaires in vitro., notamment pour valider leur capacité à se fixer sur leurs cibles présentes à la surface des cellules tumorales. Ces travaux ont montré des résultats très concluants in vitro, qui nécessitent à présent d’être confirmés in vivo. En effet, il s’agit d’étudier la capacité de ces composés à se fixer sur leurs cibles lorsque les cellules tumorales sont présentes dans un organisme et également à délivrer après activation un signal conduisant à la mort de la cellule (directement ou bien grâce à l’intervention du système immunitaire)
Réduction
Pour réduire le nombre d’animaux utilisés tout en s’assurant de résultats fiables et statistiquement significatifs, nous avons déterminé le nombre d’animaux à inclure dans chaque groupe expérimental à l’aide d’un test logrank sur logiciel G*power.
Raffinement
Pour limiter le stress des animaux, l’attention est portée sur leurs conditions d’hébergement. Un délai minimum d’une semaine est respecté entre la réception des animaux et la mise en place des procédures expérimentales pour leur permettre de s’adapter à leur nouvel environnement. Pour limiter la souffrance des animaux, la procédure chirurgicale sera réalisée sous anesthésie générale avec recours aux anesthésiques locaux et aux analgésiques. Les animaux sont également observés après les greffes afin de détecter tout signe de souffrance ou de mal être. Les animaux sont observés quotidiennement et pesés 5 fois par semaine durant la 1ère semaine suivant les chirurgies. Puis, les animaux sont observés et pesés 3 fois par semaine afin de détecter tout signe de mal être ou de détérioration de leur état durant le développement des tumeurs. Si une souris présente une perte de poids de 20% par rapport à son poids initial, elle sera immédiatement mise à mort. Les tumeurs en sous-cutanée, sont mesurées au pied à coulisse au minimum 2 fois par semaine afin de suivre leur vitesse de pousse. Nous serons particulièrement attentifs à l’atteinte du point limite éthique lié au volume de la tumeur selon le site d’implantation. Pour les tests de toxicité, les animaux sont observés et pesés 7 fois par semaine durant la 1ère semaine suivant l’injection des composés, puis ils sont pesés 3 fois par semaine. Si les animaux présentent des effets secondaires suite à l’injection des composés, les symptômes seront identifiés et traités de façon adéquat. Les irradiations ne sont pas douloureuses et sont réalisées sous anesthésie gazeuse afin d’éviter les mouvements de l’animal. Une grille de score est mise en place pour évaluer de façon objective l’état des animaux. Nous serons attentifs à tout signe de mal-être tel que décrit dans la grille de score et prendrons les mesures adéquates pour arrêter la souffrance de l’animal notamment la mise en place de soins de support. En cas d’atteinte d’un point-limite, l’animal sera mis à mort
Choix des espèces
La souris est le modèle communément utilisé pour les expériences menées en biologie : les souches sont parfaitement décrites et la parenté biologique des souris avec l’Homme va nous permettre d’obtenir des informations extrapolables à la pratique clinique humaine. La souris est le modèle classiquement utilisé dans les études de biodistribution / biopharmacocinétique et de toxicité radio-induite car il présente plusieurs avantages : i) il s’agit d’un modèle préclinique largement utilisé pour les études impliquant des molécules et/ou de la radiothérapie ii) la souris est un mammifère génétiquement proche de l’Homme iii) son usage en préclinique a permis de mettre au point un grand nombre de nouveaux traitements Nous utiliserons des souris adultes car les tumeurs du pancréas chez l’homme touchent quasi exclusivement l’adulte.. Les souris arriveront à l'animalerie, âgées de 6 semaines. Après une période d'adaptation de 7 jours à l'animalerie, les animaux seront alors utilisés à l'âge de 7/8 semaines de manière à favoriser la reproductibilité des résultats Des animaux adultes et ayant fini leur développement sont nécessaires auquel cas, lors des implantations, les tumeurs pourraient migrer et nos études seraient alors inexploitable.
MODIFICATION: Gestion de la production d’animaux qui développent spontanément une colite chronique et collecte de lait de mère.
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Porteuses d'une mutation qui les prive d'une protéine anti-inflammatoire, ces souris développent d'elles-mêmes une inflammation chronique de l'intestin, avec diarrhées, déshydratation et perte de poids pouvant atteindre 20 %. 1 250 d'entre elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Les mères allaitantes sont endormies, reçoivent une injection d'ocytocine et sont séparées de leurs petits pendant deux à quatre heures pour que leur lait soit collecté et analysé. Le porteur indique que 820 souris passeront dans d'autres procédures, les autres étant tuées à l'apparition de signes de souffrance, faute de portée depuis deux mois, ou à vingt-quatre semaines parce qu'elles sont alors jugées trop âgées.
Objectifs
Ce projet porte sur l’élevage et l’observation d’une lignée de souris qui, avec le temps, développe naturellement une inflammation chronique de l’intestin, appelée colite. Cette maladie chez la souris est utilisée comme modèle pour mieux comprendre les Maladies Inflammatoires Chroniques de l’Intestin (MICI) chez l’être humain, comme la maladie de Crohn ou la rectocolite hémorragique. Ces maladies touchent de plus en plus de personnes et sont liées à un déséquilibre complexe entre notre système immunitaire, notre environnement et les milliards de bactéries vivant dans nos intestins (appelées le microbiote). Dans cette étude, nous utilisons une lignée de souris porteuse d’une mutation dans un gène important pour contrôler l’inflammation (le gène IL-10). Ces souris développent spontanément des signes de maladie intestinale, ce qui en fait un bon modèle d’étude pour les MICI. Il est connu que la composition du microbiote a un rôle déterminant dans le déclenchement ou l’aggravation de la maladie chez ces animaux. L’un des objectifs de ce projet est de décrire les conditions d’élevage et les soins apportés à ces souris sensibles, afin d’assurer leur bien-être tout en permettant l’observation des signes de la maladie. MODIFICATION: Un autre objectif est de collecter du lait maternel chez des souris malades et des souris en bonne santé, pour analyser sa composition. À terme, ce modèle permettra de mieux comprendre comment certains composants du lait maternel peuvent influencer la santé intestinale des nouveau-nés, et comment cela pourrait prévenir ou aggraver les maladies comme les MICI. Ce projet vise également à tester de nouvelles approches thérapeutiques, notamment basées sur de petites molécules naturelles appelées micro-ARN, connues pour réguler de nombreux mécanismes biologiques.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de maintenir et d’utiliser une lignée spécifique de souris (appelées souris IL10-KO) qui développent naturellement une inflammation intestinale, afin de soutenir nos recherches, ainsi que celles de nos partenaires, sur les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI). Ces souris sont essentielles pour tester des hypothèses sur l’origine et le développement de ces maladies. MODIFICATION: Une autre partie importante du projet consiste à collecter du lait maternel chez les mères souris, utilisées pour le maintien de la lignée, ce qui nous permettra d’analyser sa composition et de voir s’il existe un lien avec l’état de santé des petits. Cela nous aidera à comprendre si certains composants du lait influencent la survenue ou la gravité des maladies intestinales plus tard dans la vie. Grâce à ce modèle, nous espérons mieux comprendre comment ces maladies se développent dès les premiers jours de vie. Ce travail pourrait mener à l’identification de nouveaux signes précoces (biomarqueurs) de la maladie, mais aussi de nouvelles cibles pour des traitements plus efficaces. Enfin, ces souris nous permettront de tester de nouvelles molécules anti-inflammatoires et de les comparer aux traitements actuellement utilisés chez les patients atteints de MICI, dans le but d’améliorer les options thérapeutiques à l’avenir.
Procédures
MODIFICATION: Du lait sera collecté chez les mères allaitantes, ce qui nécessite deux étapes : une injection d’ocytocine (une hormone qui stimule la lactation), geste qui dure environ 10 secondes, et une séparation temporaire des petits pendant deux à quatre heures avant la collecte.
Impact sur les animaux
Certaines souris utilisées dans ce projet, appelées souris IL10-KO, peuvent développer naturellement, au fil du temps, une inflammation chronique de l’intestin. Cette maladie peut provoquer des diarrhées importantes, une déshydratation, ainsi qu’une perte de poids rapide pouvant atteindre 20 % du poids initial. Dans ces cas, l’expérimentation sera arrêtée pour ces souris afin d’éviter toute souffrance excessive. D’après nos observations précédentes, environ 85 % des femelles et 90 % des mâles atteignent l’âge de 14 semaines sans complication majeure. MODIFICATION: Par ailleurs, nous prévoyons de collecter du lait chez les mères allaitantes, ce qui nécessite deux étapes : une injection d’ocytocine (une hormone qui stimule la lactation), et une séparation temporaire des petits pendant deux à quatre heures avant la collecte. Il est connu que ces manipulations peuvent entraîner un léger stress chez la mère, mais les injections sont rapides, réalisées avec soin, et les souriceaux sont suffisamment grands (entre 14 et 16 jours après la naissance), ce qui réduit considérablement les risques de comportements anormaux, comme le rejet ou le cannibalisme. L’ensemble des procédures a été conçu pour minimiser les nuisances et garantir le bien-être des animaux tout au long du projet.
Devenir
Les souris générées dans ce projet seront soit intégrés dans un protocole expérimental dès 4 semaines de vie, soit gardés en vie pour la gestion des accouplements, soit euthanasiés lorsqu'elles présenteront des signes de souffrance ou lorsqu'elles n'auront plus donné de portées depuis 2 mois ou âgées de 24 semaines (souris trop âgées pour être utilisées en accouplement ou incluses dans un protocole de recherche). Les souris incluses dans un projet de recherche seront euthanasiées à l'issue des procédures expérimentales.
Remplacement
L’utilisation d’animaux vivants est essentielle pour cette recherche, car les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) sont très complexes. Elles impliquent plusieurs facteurs comme le système immunitaire, les microbes intestinaux, la génétique et l’environnement. Ces maladies affectent non seulement l’intestin mais aussi d’autres organes et provoquent une inflammation persistante dans tout le corps. Pour comprendre comment l’environnement et les microbes interagissent avec l’organisme, les souris sont le modèle le plus adapté. À ce jour, il est impossible de recréer ces interactions complexes en laboratoire uniquement avec des cellules.
Réduction
Nous ajusterons l’élevage des souris en fonction des besoins de recherche de l’équipe de recherche. Ayant une connaissance approfondie de cette lignée (son mode de reproduction, le nombre et la taille des portées), nous sommes en mesure de gérer l’élevage de manière efficace et raisonnée. Concrètement, nous maintenons en permanence deux couples reproducteurs pour assurer la continuité de la lignée. Si une expérience spécifique est prévue et approuvée, nous augmentons temporairement le nombre de souris pour répondre aux besoins de l’étude. MODIFICATION: La collecte de lait chez les mères est réalisée au moment même où ces femelles sont utilisées pour maintenir la lignée, ce qui évite d’ajouter de nouvelles souris uniquement pour cette procédure. Cela contribue à réduire le nombre total d’animaux utilisés, tout en obtenant les échantillons nécessaires pour nos recherches.
Raffinement
Pendant toute la durée de l’élevage, les souris seront surveillées chaque jour par du personnel qualifié et formé au bien-être animal. Certaines souris de cette lignée peuvent développer une inflammation intestinale appelée colite, qui sera suivie avec attention. Un système de suivi basé sur une grille d’évaluation standardisée permettra de repérer les premiers signes de cette inflammation. Cette grille prend en compte plusieurs éléments comme la perte de poids, l’aspect extérieur, les selles ou encore le comportement général de la souris. En fonction de cette évaluation, des mesures adaptées seront prises : - Si les signes s’aggravent, la fréquence des contrôles sera augmentée. - Si les animaux montrent des signes de déshydratation ou de perte de poids, ils auront accès à une gelée de réhydratation dans leur cage. - Si les signes deviennent trop importants, l’expérience sera arrêtée pour l’animal concerné, afin d’éviter toute souffrance. MODIFICATION: Concernant la collecte de lait, cette procédure est également soigneusement encadrée : - La mère est endormie brièvement et en douceur à l’aide d’un gaz anesthésiant (isoflurane). - Une injection d’ocytocine, une hormone naturelle, est réalisée pour faciliter l’expulsion du lait. L’injection est faite de manière rapide, précise, et par du personnel expérimenté. - Les petits sont temporairement séparés de leur mère pendant 2 à 4 heures, ce qui est bien en dessous de la durée habituellement utilisée pour ce type de procédure (généralement 6 à 12 heures). Durant cette séparation, les petits restent confortablement installés dans leur nid d’origine dans une boîte aérée et sécurisée. De plus, le volume de liquide injecté à la mère est supérieur à celui du lait prélevé, ce qui permet de préserver son hydratation. L’ensemble de ces gestes est maîtrisé par les expérimentateurs et a été optimisé pour limiter au maximum le stress et l’inconfort des animaux. Si, malgré ces précautions, un animal montre des signes de souffrance, les expériences seront adaptées, atténuées ou même suspendues si nécessaire. Enfin, l’environnement des souris sera enrichi (avec du coton, des abris, un cycle jour/nuit respecté) afin de favoriser des comportements naturels et réduire le stress.
Choix des espèces
Les souris sont souvent utilisées pour étudier les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI), car elles permettent de mieux comprendre les liens entre l’alimentation, l’environnement, les microbes intestinaux et l’intestin lui-même. Dans ce projet, nous utilisons une lignée de souris qui ne produit pas une protéine clé entrainant ainsi une inflammation intestinale ressemblant à une colite hémorragique chez l’humain. Ce modèle génétique de la maladie n’existe que chez la souris. Les souris pourront commencer à se reproduire dès l’âge de 5 semaines, qui correspond à leur maturité sexuelle.