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Etude de la physiopathologie de l’Ileus post-opératoire
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Soumises sous anesthésie à dix minutes de manipulation de l'intestin destinée à bloquer leur transit, 900 souris vont être utilisées, toutes tuées ensuite pour prélèvements. 600 relèvent d'un niveau de souffrance modéré, 300 d'un niveau léger. Le transit est mesuré par gavage d'une solution de charbon, avec une attente pouvant aller jusqu'à six heures, et par l'insertion d'une bille dans le côlon, l'animal restant isolé en cage individuelle jusqu'à une heure, puis les souris sont mises à jeun quinze heures. Le porteur ramène les nuisances à un inconfort abdominal et au stress du jeûne et de l'isolement, sans jamais décrire en quoi consiste cette manipulation de l'intestin ni comment l'intestin est atteint.
Objectifs
L'objectif de ce projet est d'identifier de nouvelles voies physiopathologiques du ralentissement voire de l'arret du transit intestinal post opératoire suite à une manipulation intestinale en utilisant un modèle murin. En effet, ce ralentissement/arrêt du transit intestinal survient frequemment chez les patients ayant subit une manipulation intestinale lors d'une chirurgie.
Bénéfices attendus
Il n'existe pas de traitement médicamenteux connu à ce jour malgré l'incidence élevée de cette complication chirurgicale. Le bénéfice de ce projet est d'identifier des gènes impliqués dans la physiopathologie et donc des cibles thérapeutiques. Cela permettra de réduire la durée d’hospitalisation et la mortalité des patients.
Procédures
Une manipulation intestinale durant 10 minutes permettant d’induire l’ileus post opératoire chez la souris va être réalisée sous anesthésie générale et analgésie. La vitesse de transit des différentes portions du tractus digestif (intestin grêle et colon) va être relevée ainsi que la vitesse du transit total grâce à l’administration par voie orale d’une solution de charbon (durée de l'administration : 5 secondes) qui va permettre de relever le temps d’apparition d’une selle noire (entre 2 et 3 heures – temps limité à 6 heures pour l’animal). La vitesse du transit dans le colon sera mesurée grâce à l’insertion intra-colique d’une bille (dont la taille est équivalente à une fécès de souris) (durée de l'insertion : 10 secondes) à l’aide de vaseline et sous anesthésie. Le temps d’expulsion de la bille sera le reflet de la vitesse du transit colique (autour de 2 minutes – temps limité à 1h pour l’animal). Lors de cette mesure l'animal sera dans une cage individuelle.La vitesse du transit de l’intestin grêle sera ensuite mesurée 24 heures après la chirurgie grâce à l’administration par voie orale d’une solution de charbon qui permet de visualiser à l’œil nu l’avancement du charbon dans l’intestin grêle post mortem (20 minutes après le gavage). Les animaux seront mis à jeun (non stricte) pendant 15h pour cette mesure.
Impact sur les animaux
inconfort abdominal (constipation, ballonements, gaz) induit par la manipulation intestinale stress induit par le jeun, l’isolement pendant 1h dans une cage individuelle lors de la mesure de la motricité colique.
Devenir
A l'issue de chaque procédure les animaux sont euthanasiés en vue des réaliser des prélevements et les analyser.
Remplacement
Les méthodes alternatives permettant l’étude de l'ileus post-opératoire et notamment de la motricité intestinale sont inexistantes. En effet les modèles in vitro actuels ne permettent pas de reconstituer l'environnement et les intéractions complexes entre les différents acteurs menant à l'ileus post opératoire. Ainsi, ces limitations rendent incontournables le recours à l’expérimentation animale afin de valider de nouvelles cibles thérapeutiques.
Réduction
Grâce au projet précédent, un modèle fiable de cette chirurgie a été mis en place. La robustesse de la chirurgie a permis de diminuer au maximum la variabilité entre les animaux et donc de réduire le nombre d'animaux par groupe. Les rongeurs utilisés sont consanguins et du même âge pour obtenir des résultats robustes. Lors de l'euthanasie, les organes ou parties d’organes non requis pour l’expérience en cours sont conservés pour d’autres utilisations éventuelles, constituant une bio-banque accessible à l’équipe ou aux collaborateurs, prévenant l’utilisation d’autres animaux. Une recherche bibliographique approfondie a été réalisée en amont pour sélectionner les techniques les plus légères possible après la chirurgie.
Raffinement
Les souris seront mises par groupe afin d’établir une hierarchie et des contacts visuels, olfactifs, auditifs et tactiles. La surface au sol nécessaire par animal sera respectée. La nourriture et l’eau de boisson sont fournies ad libitum. L’environnement des souris est enrichi avec a minima un igloo et du materiel de nidification tel que des serpentins et du sopalin. Le change de la litière est réalisé 1 fois tous les 15 jours. Les animaux ont au minimum une semaine d’acclimatation avant que le protocole ne débute. L’état des animaux est vérifié quotidiennement. Lors de la chirurgie, un tapis chauffant est systématiquement utilisé, les animaux sont sous anesthésie profonde surveillée et un agent analgésique est administré en période pré et post-opératoire. En complément du tapis chauffant, des chaufferettes réglées à 37°C sont disposées de part et d'autre de l'animal afin d'éviter l'hypothermie. Lorsque les animaux sont réveillés ils sont remis dans leur cage avec du coton pour améliorer leur confort. Les expérimentateurs réalisant les procédures sont tous dotés du diplôme de chirurgie et appliquent les bonnes pratiques pour le suivi des compétences. L'état des animaux sera relevé et scoré à chaque surveillance à l'aide d'une fiche de scoring spécifiquement adaptée à la chirurgie abdominale. Les points limites sont indiqués dans cette fiche et seront appliqués dès que nécessaire.
Choix des espèces
La souris présente certains intérêts décisifs justifiant leur utilisation comme modèle dans ce type de projet : la physiologie digestive de la souris est très proche de celle de l'Homme et la manipulation intestinale qui a lieu lors d’une chirurgie de patient humain peut être reproduite à l’identique chez la souris. Des animaux adultes seront utilisés pour étudier le système digestif mature.
Evaluation de la biodisponibilité d’un composé (candidat médicament) après administration unique par voie intravasculaire (voie intraveineuse) et par voie extravasculaire (voie orale, intrapéritonéale ou sous cutanée) chez le rat
- Recherche appliquée
- Cancers
- Maladies animales
- Troubles cardiaques
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
Comparer les concentrations sanguines d'un candidat médicament selon qu'il est injecté dans la veine, avalé, glissé sous la peau ou envoyé dans la cavité abdominale : 3 600 rats vont être utilisés pour cela, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun reçoit une administration unique puis jusqu'à huit prélèvements de sang sous anesthésie, sur une période allant de quinze minutes à un mois. Le porteur liste parmi les effets possibles des signes de douleur sur la face, des constrictions abdominales, du sang dans les urines, une perte de poids et une hypothermie, et annonce un arbre décisionnel fondé sur des points limites qu'il ne détaille pas. La mise à mort tient à l'âge : les rats ayant entre 6 et 12 semaines, il écrit qu'une seconde procédure ne peut pas être envisagée.
Objectifs
Le projet a pour but d’évaluer la biodisponibilité de composés par comparaison des concentrations sanguines après administration par voie intra veineuse (injection dans la circulation sanguine), qui est la voie de référence, versus une administration par voie autre qu’intra veineuse : orale (administration dans l’estomac), sous cutanée (injection sous la peau) ou intra péritonéale (injection dans la cavité abdominale). L’étude de la biodisponibilité a pour objectif de sélectionner le meilleur candidat médicament, de définir les doses à administrer chez l’homme et la forme galénique optimale. Il fait suite à une première sélection de candidats médicament qui ont montrés leur efficacité sur des modèles vitro ou vivo
Bénéfices attendus
Ce projet permet d’étudier la biodisponibilité des candidats médicaments dans l’organisme vivant. Les données ainsi recueillies dans un contexte pré-clinique permettent de sélectionner les molécules candidates les plus prometteuses (selon leur profil pharmacocinétique et leur biodisponibilité) et d’identifier la forme galénique optimale avant de poursuivre vers les études cliniques. Les molécules étudiées sont à visée thérapeutique humaine ou vétérinaire (maladie d’Alzheimer, maladies cardiaques, diabète, ...).
Procédures
Les animaux sont administrés par voie intra veineuse (injection dans la circulation sanguine sur animaux anesthésiés), par voie orale (administration dans l’estomac sur animaux vigiles), voie sous cutanée (injection sous la peau sur animaux anesthésiés) ou voie intra péritonéale (injection dans la cavité abdominale sur animaux vigiles) Les administrations sont réalisées en bolus (administration en une seule fois et inférieure à 30 secondes). Les animaux sont également soumis à des prélèvements sanguins répétés après application d’un analgésique et sous anesthésie. 8 prélèvements maximum sont réalisés par animal (la durée totale de l’intervention pour chaque prélèvement est d’environ 5 min : anesthésie + prélèvement) et sur un période allant de15 min à généralement 24h mais pouvant s’étendre jusqu’à 1 mois maximum.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables généralement observés sont principalement dus aux gestes expérimentaux, c’est à dire à l’administration du composé ou aux prélèvements sanguins. - Pour les administrations on peut observer de l’inconfort ou une douleur locale au point d’injection. Pour les prélèvements répétés on peut observer un stress lié à la manipulation répétée des animaux, un inconfort, une douleur locale ou un hématome au point de prélèvement. Les nuisances en lien avec les effets possibles des molécules testées sont rares. Néanmoins on pourrait observer les effets suivants : Signes de douleur sur la face, constrictions abdominales, posture modifiée, présence de sang dans les urines, modification de la consistance des selles, perte de poids, hypothermie, modification de la respiration.
Devenir
Les animaux utilisés étant des jeunes adultes entre 6 et 12 semaines, l’application d’une seconde procédure expérimentale ne peut pas être envisagée. A la suite du dernier prélèvement, l’animal est donc mis à mort.
Remplacement
L’étude de la biodisponibilité d’un candidat médicament est une étape importante et nécessaire dans le développement d’un médicament et il n’existe pas de méthode alternative à l’expérimentation animale pour ce type d’étude. Des méthodologies de modélisation in silico sont en cours de recherche mais ne sont pas encore abouties et fiables pour apporter le même niveau d’information.
Réduction
Afin d’obtenir des données expérimentales robustes et des faire des statistiques, un minimum de 3 animaux pas lot sera utilisé (molécule, voie d’administration, dose, formulation) avec 2 lots nécessaires pour calculer les paramètres pharmacocinétiques (comparaison de l’administration directement dans le sang à celle hors circulation sanguine), soit un minimum de 6 animaux. L’expérimentation est définie pour prélever sur un même animal le volume minimum de sang nécessaire aux analyses tout en respectant les volumes de sang définis dans les textes règlementaires et les recommandations (décret officiel et FC3R (société francaise des 3R : Remplacer, Réduire, Raffiner)) . Le nombre de prélèvement par animal est ainsi optimisé de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux
Raffinement
Tout au long des expériences une observation de l’état clinique des rats est assurée. Les mesures de raffinement suivantes sont prises. Les animaux sont maintenus en groupe stable durant toute la période d’acclimatation et si possible pendant la procédure expérimentale. Afin de réduire le stress et la souffrance animale les administrations sont réalisées sous anesthésie gazeuse lorsque le geste technique ou le type d’administration le nécessite et les prélèvements sont réalisés sous analgésie et anesthésie gazeuse. Les rats à euthanasier sont placés dans une salle isolée du reste des animaux. Pour ce projet les études sont réalisées sur animaux sains. Aucune toxicité particulière n'est attendue sur les molécules testées. Des points limites adaptés sont définis et un arbre décisionnel basé sur ces points limites est établi. Des critères de diminution ou d’arrêt des souffrances sont mis en place.
Choix des espèces
Le modèle (rongeur) dans les études pré-cliniques précoces est le même modèle qui sera ensuite utilisé et requis dans le cadre d’études réglementaires de toxicocinétique. Le choix du rat dépendra des données déjà disponibles dans la littérature et du modèle qui a été utilisé dans les précédentes études pré-cliniques et/ou qui sera requis selon les études réglementaires visées. Les animaux utilisés sont des jeunes adultes d’environ 6-12 semaines basé sur les recommandations des textes règlementaires et leur robustesse par rapport à des animaux plus âgés ou juvéniles. De plus l'utilisation d'animaux spécifiquement de cette tranche d'âges permet la comparaison d'études différentes mais avec des molécules chimiquement proches.
Intérêt thérapeutique d’ARN longs non-codants dans la progression de la MASH dans un modèle murin
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
Nourries pendant trois à trente-deux semaines avec un régime destiné à leur faire développer une stéatohépatite, une fibrose du foie puis un cancer hépatique, 600 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue. La majorité, 504 d'entre elles, subit des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, 80 un niveau léger et 16 un niveau modéré. Elles sont pesées deux fois par semaine et reçoivent des injections hebdomadaires d'un inhibiteur pendant quatre à huit semaines, pour vérifier si le blocage de certains ARN longs non-codants freine la fibrose du foie. Le porteur annonce l'induction d'une obésité prononcée, d'un syndrome métabolique et d'un hépatocarcinome, sans décrire à aucun moment ce que la croissance de cette tumeur fait subir aux souris.
Objectifs
La maladie du foie associée à un dysfonctionnement métabolique a pour déclencheur une accumulation des lipides dans le foie et peut évoluer vers un état inflammatoire appelé stéatohépatite associé à un dysfonctionnement métabolique (MASH). La MASH conduit à une fibrose hépatique et, à terme, à la cirrhose qui représente un facteur de risque majeur dans le développement du cancer du foie. Les stratégies thérapeutiques pour limiter les lésions de fibrose associées à la MASH sont toujours limitées et reposent principalement sur des changements du mode de vie (alimentation équilibrée, activité physique). Ainsi, cibler la fibrose hépatique et appréhender les mécanismes moléculaires de la progression de la MASH sont des enjeux majeurs afin de développer des nouvelles options thérapeutiques efficaces. Dans une étude précédente, nous avons démontré que certaines molécules régulant l’expression des gènes sont impliquées dans la fibrose idiopathique pulmonaire et que le blocage de ces derniers non seulement prévient mais limite également la progression de la fibrose pulmonaire. Plus récemment, des résultats préliminaires similaires ont été obtenus dans différents modèles murins de fibrose hépatique. Ces données suggèrent donc que ces molécules sont des acteurs clé de la fibrose hépatique et que leur ciblage représenterait une approche thérapeutique pertinente pour limiter la progression de la MASH. Les objectifs de notre projet sont donc d’évaluer l’expression de ces molécules dans la progression de la MASH et d’évaluer leur potentiel thérapeutique dans la limitation de la progression de la MASH. Ces deux objectifs seront menés dans un modèle d’induction progressive de la MASH basé sur deux régimes alimentaires occidentaux (riches en graisse et en sucre) et considéré comme le plus représentatif de la pathologie humaine.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à évaluer l’intérêt thérapeutique d’une molécule dans la progression de la MASH en traitant la fibrose hépatique, le potentiel anti-fibrotique ayant été démontré dans des modèles cellulaires et dans des modèles animaux au préalable (dans la fibrose pulmonaire et dans la fibrose hépatique). A terme, ce projet devrait permettre d’obtenir la preuve de concept de l’utilisation de ce type de molécules dans la prise en charge des patients atteints de MASH pour lesquels les options thérapeutiques restent à l’heure actuelle très limitées.
Procédures
Lot 1: 80 souris recevront une injection de l’inhibiteur de la molécule ou son contrôle (30 sec). Elles seront pesées 2 fois (1 min). Durée totale : 5 jours. Lot 2: 16 souris recevront 2 injections par semaine, pendant 4 semaines, de l’inhibiteur de la molécule ou son contrôle (30 sec). Elles seront également pesées 2 fois par semaine pendant 5 semaines (1 min). Durée totale = 5 semaines. Lot 3: A: 140 souris recevront le 1er régime alimentaire et seront pesées 2 fois par semaine pendant 14, 24, 28 ou 32 semaines (1 min). Durée totale = 32 semaines. B: 112 souris recevront le 2ème régime alimentaire et seront pesées 2 fois par semaine pendant 3, 8, 12, 15 ou 24 semaines (1 min). Durée totale = 24 semaines. Lot 4 : 42 souris recevront le 1er régime alimentaire et seront pesées 2 fois par semaine pendant 30 semaines (1 min). Après 25 semaines, les souris recevront une injection par semaine pendant 4 semaines de l’inhibiteur ou son contrôle (30 sec). Durée totale = 30 semaines. Lot 5 : A: 42 souris recevront le 2ème régime alimentaire et seront pesées 2 fois par semaine pendant 13 semaines (1 min). Après 8 semaines, les souris recevront une injection par semaine pendant 5 semaines de l’inhibiteur ou son contrôle (30 sec). Durée totale = 13 semaines. B: 168 souris recevront le 2ème régime alimentaire et seront pesées 2 fois par semaine pendant 21, 22, 23 ou 24 semaines (1 min). Après 8 semaines, les souris recevront une injection de l’inhibiteur ou son contrôle par semaine pendant 8 semaines (30 sec). Durée totale = 24 semaines. Certains gestes sont communs à plusieurs lots : - L'ensemble des animaux (600 souris) subira un prélèvement sanguin sous anesthésie gazeuse (2min30) avant leur mise à mort. - Lots 3+4+5 (462 souris): Le développement de tumeurs hépatiques sera contrôlé par imagerie sur les animaux sous anesthésie gazeuse (30 min). Une injection sera réalisée sous anesthésie gazeuse (1 min). - Lots 4+5 (252 souris): les souris recevront une injection de glucose (30 sec) et un prélèvement de sang au niveau de la queue sera réalisé à différents temps pour évaluer leur tolérance au glucose (30 sec). Le test est réalisé 2 (lot 4) ou 5 (lot 5) fois.
Impact sur les animaux
Notre projet implique l’induction d’une fibrose hépatique et d’un cancer du foie. Les souris développeront une obésité prononcée (augmentation du tissu adipeux) et montreront des caractéristiques du syndrome métabolique (augmentation de la glycémie à jeun et altération de la tolérance au glucose) ainsi que des marqueurs sanguins élevés traduisant des lésions hépatiques.
Devenir
A la fin de chaque procédure, les animaux seront mis à mort afin de prélever les organes (reins et foie) dans le but d’étudier l’expression des molécules impliquées dans la fibrose dans ces organes et d’évaluer l’effet de leur inhibition dans la limitation de la progression de la MASH.
Remplacement
Des résultats antérieurs in vivo et in vitro obtenus au sein de notre laboratoire nous ont permis de : - démontrer l’implication de certaines molécules régulant l’expression des gènes dans la fibrose. - démontrer que leur inhibition prévient et améliore les lésions de fibrose pulmonaire et hépatique - pouvoir sélectionner deux candidats médicaments afin d’évaluer leur potentiel préventif et thérapeutique sur la progression de la MASH Cependant, les modèles cellulaires ne permettent pas de refléter de manière satisfaisante le développement des lésions de fibrose, ni de la MASH. En effet, le processus de fibrose est un processus dynamique qui met en jeu de nombreux types cellulaires. De plus, compte tenu des nombreux facteurs induisant de la MASH ainsi que des différentes cellules impliquées, son étude ne peut se concevoir que sur organisme entier et de ce fait nécessite de recourir à l’expérimentation animale. Par ailleurs, la biodisponibilité d’une molécule pharmacologique in vivo n’est pas la même qu’in vitro. Les études chez la souris sont donc une étape pré-clinique indispensable pour évaluer l’utilisation d’une molécule en thérapie.
Réduction
Nos études in vivo antérieures nous ont permis de réduire significativement le nombre de molécules d’intérêt à tester et, de ce fait, de réduire le nombre d’animaux nécessaires pour notre recherche. Nous avons utilisé des outils statistiques adaptés et à notre disposition afin d'évaluer au mieux le nombre minimal d'animaux nécessaires afin d'obtenir des résultats scientifiques robustes. De plus, les modèles utilisés dans ce projet sont complémentaires et utilisent des procédures déjà mises au point et couramment décrites. Les différentes procédures mises en œuvre pour ce projet ont été élaborées afin d’utiliser le moins d’animaux possible tout en permettant d’obtenir des résultats statistiquement satisfaisants. Pour la mise en œuvre de ce projet qui durera 5 ans, le nombre total d'animaux estimé est de 600 souris.
Raffinement
Le personnel impliqué dans ce projet est qualifié sur le plan technique et formé en continu sur les pratiques en expérimentation animale. Afin de limiter au minimum toute souffrance, stress ou angoisse des animaux, ces derniers seront hébergés selon les recommandations établies à raison de maximum 5 animaux par cage dans un environnement enrichi avec des cotons de nidification et dans des conditions classiques de stabulation (température régulée, cycle jour/nuit). Avant toute manipulation, les animaux seront acclimatés de 7 à 10 jours dans leur salle d’hébergement. Les animaux seront manipulés individuellement avant la mise en place de l’expérimentation et dans une pièce séparée des autres animaux afin de réduire leurs stress et angoisse. Lors de l’expérimentation, les animaux seront anesthésiés de manière adaptée avant les procédures pouvant induire un stress ou une angoisse chez l’animal. Une surveillance régulière des animaux sera effectuée afin de déterminer toute douleur ou souffrance éventuelle et des points limites pertinents seront définis. Une grille d’évaluation de score sera établie de manière à pouvoir évaluer l’état de santé des animaux au cours des différentes procédures (dans lesquelles les grilles seront détaillées). Les principaux paramètres évalués seront les suivants : - Comportement, - Poids, alimentation, - Apparence, - Anémie, - Appareil digestif et urinaire Cette liste de critères permet d'alerter le personnel expérimenté sur l'état des animaux en les comparant notamment aux animaux contrôles et à l'état de leurs cages Lorsqu’un score de 6 est atteint et persiste pendant 24h ou que l’un des points limites (défini comme le niveau 3 de chaque critère observé) est atteint, les animaux seront mis à mort. Cette mise à mort sera réalisée à distance des autres animaux.
Choix des espèces
Le modèle murin constitue un modèle de choix pour l’étude de la fibrose et la MASH, de par notamment les nombreuses similitudes avec la pathologie observée chez l’homme. Les souris seront utilisées au stade jeunes adultes (8 semaines). Cet âge est idéal car la souris n’est plus en croissance ce qui permet un suivi plus rigoureux des signes vitaux (poids, comportement, …). De plus, les souris, dans le cadre de l’expérimentation, développeront un hépatocarcinome après plusieurs mois sous régime de type occidental. Ainsi, elles ne seront pas trop âgées non plus, ce qui évitera le développement de tumeurs spontanées et un environnement inflammatoire trop favorable au développement tumoral qui ne seraient pas liés à notre modèle.
Étude de l’efficacité de solutions thérapeutiques ou préventives pour lutter contre les troubles et désordres intestinaux
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
Une constipation ou une diarrhée sont provoquées par administration répétée de substances, sur des groupes de 50 souris, avant une phase d'observation des effets. 4 500 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, toutes tuées à l'issue pour examiner leur motilité intestinale et prélever leurs organes. Les effets attendus sont un inconfort digestif, une baisse de la prise alimentaire, des ballonnements et un comportement léthargique lié au ralentissement du transit. Ni les substances qui provoquent les troubles ni les traitements testés, médicaments, compléments alimentaires ou probiotiques, ne sont nommés, et rien n'explique le passage de groupes de 50 à un effectif total de 4 500.
Objectifs
Ce projet a pour but d’évaluer l’efficacité de différentes solutions pour prévenir ou traiter les troubles intestinaux, notamment la constipation et la diarrhée, à l’aide de modèles expérimentaux chez les rongeurs. Les objectifs sont : • Mieux comprendre ces troubles : En provoquant la constipation et la diarrhée par différentes méthodes, l’étude cherche à analyser les changements qui se produisent dans l’organisme et à mieux comprendre les mécanismes impliqués. • Tester des solutions potentielles : L’étude évaluera l’effet de plusieurs traitements possibles (médicaments, compléments alimentaires, probiotiques) pour voir lesquels peuvent prévenir ou corriger ces troubles digestifs. • Identifier des indicateurs biologiques : En étudiant les réactions du corps et les marqueurs inflammatoires intestinaux, le projet cherche à repérer des signaux clés qui pourraient servir à développer de nouveaux traitements. • Améliorer les modèles d’étude : L’objectif est de perfectionner et valider des modèles expérimentaux fiables, qui pourront être utilisés pour tester de futurs traitements de manière plus précise et efficace.
Bénéfices attendus
Les principaux bénéfices attendus : • De meilleurs traitements contre la constipation et la diarrhée En testant différentes solutions (médicaments, probiotiques, compléments alimentaires), ce projet pourrait permettre d’identifier des traitements plus efficaces et mieux tolérés que ceux existants. • Une meilleure compréhension des troubles intestinaux Grâce à des modèles expérimentaux bien définis, l’étude aidera à mieux comprendre les causes et les mécanismes de la constipation et de la diarrhée. Elle pourra aussi révéler comment les traitements testés interagissent avec le système digestif, ouvrant la voie à de nouvelles approches thérapeutiques. • De nouveaux outils pour le diagnostic et le suivi des traitements En analysant les réactions biologiques des animaux, l’étude pourrait identifier des marqueurs spécifiques liés à ces troubles intestinaux. Ces biomarqueurs pourraient être utilisés pour mieux diagnostiquer ces problèmes ou évaluer l’efficacité des traitements au fil du temps.
Procédures
Différents protocoles d’administration sont mis en place pour induire la constipation ou la diarrhée et évaluer les effets des traitements testés. Constipation : Administration quotidienne d’une substance pendant plusieurs jours à un groupe de 50 souris. Diarrhée : Administration unique ou sur plusieurs jours selon la méthode utilisée, avec un suivi des effets sur un groupe de 50 souris. Étude des réponses biologiques : Administration répétée d’un composé spécifique sur une période de plusieurs semaines, avec des prélèvements sanguins réalisés par une méthode peu invasive. Chaque protocole est suivi d’une phase d’observation pour analyser les effets induits et l’efficacité des traitements évalués.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux dans le cadre de ce projet sont liés aux procédures expérimentales visant à induire des états de constipation ou de diarrhée, ainsi qu’à l'administration de traitements thérapeutiques. Bien que toutes les mesures nécessaires soient prises pour minimiser la souffrance et la douleur des animaux, certains effets indésirables sont prévisibles dans ce type d'expérimentation. Voici une description des principaux effets potentiels : inconfort digestifs, diminution de la prise alimentaire, comportement lethargique en raison du ralentissement du transit intestinal, ballonements.
Devenir
Les souris sont euthanasiées afin d'étudier la motilité intestinale de ces souris et collecter les différents organes en vue d'analyses ultérieures.
Remplacement
Modèles alternatifs in vitro : Avant d’utiliser des animaux, des tests in vitro seront réalisés dans la mesure du possible, notamment sur des cultures de cellules intestinales pour évaluer la toxicité des composés testés et leur mécanisme d'action sur les cellules digestives. Cependant, les modèles animaux restent nécessaires pour comprendre les interactions complexes entre l’intestin et l’organisme entier.
Réduction
Optimisation du nombre d'animaux : Le nombre d'animaux sera minimisé en utilisant des protocoles expérimentaux bien définis, avec des calculs statistiques préalables pour garantir que le nombre d’animaux utilisés est le minimum nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement significatifs. Chaque modèle sera testé avec un nombre restreint d’animaux.
Raffinement
Amélioration des conditions d’hébergement : Les animaux seront logés dans des environnements enrichis (enrichissement environnemental) afin de réduire le stress, avec des conditions optimales de lumière, température et espace pour encourager leur bien-être. Techniques de manipulation douces : Les techniques de manipulation seront affinées pour minimiser le stress. Suivi des animaux et gestion de la douleur : Un suivi régulier permettra de détecter précocement toute souffrance. Des points limites sront définis pour stopper l'expérimentation si un animal montre des signes de détresse ou de douleur importante. Réduction de la durée des procédures : Les procédures seront conçues pour être aussi courtes que possible, afin de réduire l'exposition des animaux à des situations potentiellement stressantes ou douloureuses. Ces stratégies permettent de garantir que l'expérimentation animale respecte les principes éthiques tout en assurant l’obtention de résultats de qualité pour les objectifs du projet.
Choix des espèces
L'espèce utilisée est la souris. Les modèles murins sont largement documentés et utilisés par les équipes de recherche privées et publiques dans le traitement des troubles et désordres intestinaux. Stade adulte. Nous souhaitons nous affranchir de la période de croissance des animaux. En effet ,la maturité du tissu digestif n'est atteinte qu'après plusieurs semaines de vie. Nous avons besoin que des acteurs essentiels de la motilité intestinale, comme les neurones entériques, soient tout à fait matures et fonctionels pour étudier les fonctions digestives.
Comorbidités des rhumatismes inflammatoires chroniques : physiopathologie et traitements.
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
Rats : 1750
1 750 rats et 750 souris vont être utilisés, tous tués à l'issue, dont 1 650 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une arthrite leur est provoquée, avec érythème et gonflement des pattes, perte de poids, écoulements des yeux et du nez, mobilité réduite et vocalises que le porteur lit comme les signes d'un état de souffrance plus marqué. S'y ajoutent, selon les groupes, une marche rapide de trente minutes par jour sur tapis roulant pendant plusieurs semaines, des séances de rotarod, un spray froid appliqué sur les pattes, des gavages et un cathétérisme de la carotide sous anesthésie suivi de la mise à mort. Le projet porte sur les maladies concomitantes de la polyarthrite rhumatoïde, et le porteur justifie l'usage de deux espèces par le fait que les cultures cellulaires, les organoïdes et les approches in silico ne permettraient pas d'évaluer l'influence du sexe biologique, qu'il juge "indispensable" à la valeur prédictive des résultats.
Objectifs
Notre projet est un projet de recherche fondamentale, préclinique, qui vise à identifier des nouveaux traitements pour les patients atteints de rhumatismes inflammatoires chroniques (RIC). Ces maladies, dont les plus fréquentes sont la polyarthrite rhumatoïde et les spondyloarthrites, sont des maladies inflammatoires causées par un dérèglement du système immunitaire. Les patients souffrent de douleurs et de déformations de leurs articulations qui entraînent un handicap et a des conséquences socio-professionnelles importantes. Il est moins connu que ces patients développent également des pathologies concomitantes à leur maladie rhumatismale (comorbidités), qui réduisent l’espérance de vie, telles les comorbidités cardiovasculaires (infarctus du myocarde, accident vasculaire cérébral, insuffisance cardiaque) ou altèrent encore plus leur qualité de vie, comme les comorbidités cognitives (troubles de la mémoire, dépression) et les comorbidités intestinales (inflammation intestinale). Alors que beaucoup de données scientifiques sont disponibles sur les mécanismes et traitements du problème articulaire de ces patients, très peu d’études ont été consacrées à la prise en charge spécifique de ces comorbidités. Les effets des traitements antirhumatismaux sur ces comorbidités sont inconnus ou controversés, et aucun traitement spécifique de ces comorbidités n’a été pour l’instant identifié. Pour ces raisons, ce projet a pour objectif de comprendre les mécanismes impliqués dans les comorbidités associées aux RIC et d’identifier d’autres options thérapeutiques innovantes. Il mettra en œuvre plusieurs modèles animaux d’arthrite, chez le Rat ou la Souris, qui sont complémentaires les uns des autres vis-à-vis des comorbidités à étudier. Sur la base des données de la littérature, et selon les mécanismes que nous aurons identifiés, différentes approches thérapeutiques seront évaluées chez les animaux souffrant d’arthrite : approches médicamenteuses (voie orale ou voie injectable) et approches non médicamenteuses (cryothérapie appliquée sur les pattes, ou activité physique à un temps de l’arthrite compatible avec cette pratique). Il est attendu que toutes les approches qui seront testées n’aient soit pas d’effet aggravant de l’arthrite, soit réduisent l’intensité de l’inflammation articulaire.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet permettront d’envisager une meilleure prise en charge des patients atteints de rhumatismes inflammatoires chroniques, de réduire la surmortalité associée à leur maladie et d’améliorer leur qualité de vie.
Procédures
Interventions non-invasives. Cette catégorie d’intervention est réalisée soit sur un animal vigile, soit sur un animal anesthésié. Elle n’engendre pas de douleur, mais uniquement une gêne à la nouveauté de l’expérience. La durée varie selon l’intervention, voir le tableau suivant. En cas d’intervention qui demande une contention des animaux, une phase d’habituation est programmée au préalable. Par exemple : - Mesure de pression artérielle à la base de la queue : habituation, en condition vigile, quelques minutes à chaque mesure. - Marche rapide sur tapis roulant : habituation, en condition vigile, 30 minutes /jour, pendant plusieurs semaines - Rotarod (coordination sur tige tournante) : habituation, en condition vigile, 5 à 10 minutes /jour, pendant plusieurs jours - ECG : sous anesthésie gazeuse, pendant quelques minutes, le réveil s’effectue 2 à 3 minutes après l’arrêt de l’exposition à l’anesthésique Application ou administration de traitements Si le traitement est administré par voie parentérale, une douleur similaire à la douleur d’une piqûre d’une aiguille est engendrée. Autrement, les conditions d'applications dépendent du type de traitement. Par exemple : -Cryothérapie par spray froid sur les pattes après contention manuelle en condition vigile pendant quelques minutes. - Injection sous-cutanée, intra-péritonéale, intradermique après contention manuelle vigile en moins d’une minute, - Gavage après contention manuelle en condition vigile en moins d’une minute - Administration orale par eau de boisson : dans la cage, en condition vigile avec accès à volonté au biberon -Administration orale dans la nourriture : dans la cage vigile avec ccès à volonté à la mangeoire. Pour les modèles d’arthrite générant une douleur et une atteinte articulaire, un soin particulier sera apporté aux animaux lors de la manipulation. Un système de points limites définit au préalable le seuil de souffrance à ne pas dépasser. Sa détermination quotidienne permet de suivre le bien-être de l’animal et d’envisager sa mise à mort, le cas échéant. Procédures chirurgicales : cathétérisation carotidienne, mesure de la courbe pression-volume cardiaque. Ces procédures doivent respecter les aspects réglementaires définis : sous anesthésie générale, après analgésie, avec température contrôlée, et respiration vérifiée, par un expérimentateur habilité à la chirurgie expérimentale. L’animal est mis à mort à la fin de la procédure.
Impact sur les animaux
Dans la procédure 1 de gravité sévère, une perte de poids et des écoulements nasaux sont observés au moment du développement d’arthrite et associés à l’apparition d’érythème et de gonflements des pattes antérieures et postérieures. Une douleur est associée à l’arthrite, et la mobilité des animaux est réduite lors de la phase inflammatoire de la maladie. Des écoulements au niveau des yeux et l’expression de vocalises peuvent apparaitre traduisant un état de stress et de souffrance plus marqué. A une phase plus tardive, des croutes cutanées peuvent apparaitre au point d’injection au niveau de la queue. Cette procédure étant considérée « sévère » au cours des phases inflammatoires des modèles d’arthrite, un suivi journalier de points limites est appliqué pendant ces phases inflammatoires. Dans les procédures 2 et 3 de classe légère, les administrations multiples par voie sous-cutanée ou intrapéritonéale peuvent aussi engendrer un inconfort pour les animaux. Ainsi, les injections doivent se faire à différents points afin de ne pas sursolliciter une seule région. L'état des points d'injection doit être vérifié le lendemain de chaque administration.
Devenir
Notre démarche de recherche inclut des explorations fonctionnelles chez l’animal vigile ou anesthésié. Mais elle implique aussi des explorations biomoléculaires sur les tissus d’intérêt. Ainsi, à l’issue de chaque procédure nous avons besoin de collecter les organes/tissus afin de réaliser des analyses. Tous les animaux de ce projet sont donc mis à mort à l’issue des procédures.
Remplacement
L’utilisation du modèle animal est nécessaire car la compréhension de nouveaux mécanismes tissulaires/moléculaires et l’étude de nouvelles approches thérapeutiques ne peuvent pas être d’emblée réalisées chez les patients, et nécessite des explorations à des stades précliniques de la maladie, irréalisables chez le patient. Les méthodes d’analyses in vitro sur cellules ou organoïdes en culture, ou in silico, ne reproduisent pas intégralement les communications complexes inter-organes (nerveuses, endocrines, immunologiques) impliqués dans les RIC et ne permettent pas d’évaluer l’influence du sexe biologique, indispensable pour garantir la valeur prédictive des résultats chez l’humain.
Réduction
Le nombre d’animaux se base sur le nombre de modalités thérapeutiques qui seront testées, avec notamment la notion d’effet-dose pour les études pharmacologiques, le nombre requis d’animaux selon la procédure réalisée (qui tient compte de la variabilité de la technique de mesure et du test statistique utilisé), et la nécessité d’étudier la variabilité liée au sexe pour des paramètres qui n’ont jamais fait l’objet d’études antérieures de l’influence du sexe biologique en cas d’arthrite. Des effectifs plus réduits seront utilisés pour les expériences préliminaires de recherche de doses efficaces des nouveaux médicaments, ou pour l’apprentissage de techniques d’exploration fonctionnelles complexes. Dans la mesure du possible, les techniques non invasives d’évaluation de la comorbidité d’intérêt seront toujours privilégiées aux mesures invasives. Pour chaque expérience, une banque de tissus sera réalisée afin de ne pas répéter ultérieurement des expériences.
Raffinement
Un raffinement sera apporté à chaque procédure afin de limiter le stress des animaux. Les effets de l’arthrite et des traitements sur les différentes comorbidités seront évalués à l’aide de différents tests, dont certains seront réalisés chez l’animal anesthésié et analgésié. Les modèles d’arthrite pouvant générer une douleur, un soin particulier sera apporté aux animaux lors de leur manipulation, un suivi clinique sera effectué, l’accès à la nourriture sera facilité. Quotidiennement, la détermination de points limites est réalisée afin de limiter la souffrance animale, en procédant à la mise à mort de l’animal selon le niveau de souffrance atteint. Cette évaluation sera réalisée conjointement avec la structure du bien-être animal, et éventuellement après sollicitation du Vétérinaire, le cas échéant. Pour les procédures nécessitant une anesthésie de l’animal, un tapis chauffant sera utilisé pour prévenir l’hypothermie.
Choix des espèces
Nos travaux s’intéressent à deux types de maladies inflammatoires chroniques : polyarthrite rhumatoïde et spondylarthropathie. Le Rat et la Souris sont les espèces de référence pour modéliser ces pathologies et ses comorbidités. La Souris offre en plus l’avantage de créer des lignées transgéniques permettant d’étudier l’effet de l’altération ou de rajout partiel ou total d’un gène codant une protéine d’intérêt. Dans tous nos modèles, les animaux sont utilisés à l’âge adulte. Dans tous nos modèles, les animaux sont utilisés à l’âge adulte, entre 6 semaines et 5 mois.
Évaluation de l’impact de l’ischémie chaude receveur sur le greffon hépatique et de potentielles stratégies thérapeutiques liées à la perfusion du greffon – Etude préclinique sur modèle porcin
- Enseignement supérieur
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Mis à mort par exsanguination sous anesthésie, sans jamais être réveillés, 36 cochons vont être utilisés dans un projet qui prélève leur foie pour le perfuser hors du corps. Chaque animal subit une prémédication par injection à l'état vigile, puis une anesthésie générale et un prélèvement hépatique de trois heures, avec une biopsie du foie et des prises de sang toutes les heures. L'objectif déclaré est de mesurer l'effet de la durée d'ischémie chaude sur le greffon et de tester des stratégies de perfusion, les reins et d'autres organes étant prélevés après la mort au titre de la réduction. Le porteur écarte la récupération de foies à l'abattoir au motif qu'il doit contrôler le décès de l'animal pour reproduire les conditions du don à cœur arrêté.
Objectifs
Les lésions d'ischémie-reperfusion sont essentielles en transplantation hépatique, car le foie est soumis à plusieurs périodes où il est privé d’oxygène. Il s’agit d’une première phase lors de sa conservation pour l’acheminer du donneur au receveur dite « d’ischémie froide » car le greffon est conservé à 4°C. Puis il est exposé à deuxième phase dite « d’ischémie chaude receveur » lors de la réalisation des anastomoses vasculaires. Ces différentes phases peuvent modifier la qualité du greffon impactant les suites post-opératoires chez le receveur. Le principal défi est ainsi de réduire ces lésions pour améliorer le pronostic de ces greffons notamment via l’utilisation de machines de perfusion, permettant un apport d’oxygène et une perfusion dynamique du foie lors de sa conservation. Cependant, bien que des données cliniques montrent que la durée de l’ischémie chaude receveur affecte la survie du greffon, peu d'études expérimentales ont exploré cette question et aucune stratégie thérapeutique n’a été validée. Ce projet a pour but : - (A) Évaluer l’impact de la durée de l’ischémie chaude receveur sur le greffon - (B) Explorer des stratégies thérapeutiques pour réduire l'impact de cette phase avec des machines de perfusion
Bénéfices attendus
Cette étude permettra d’analyser l'impact de l'ischémie chaude receveur sur les lésions d’ischémie-reperfusion. De plus, elle permettra d'évaluer l'impact de différentes stratégies de perfusion visant à diminuer l'impact de l'ischémie chaude receveur. En présence de résultats favorables, elle pourra être un support pour l'implémentation d'étude pilote chez l'humain. Les résultats comparés seront des résultats anatomopatholgiques sur les biopsies réalisées (marques d'inflammation ou de necrose cellulaire), mais aussi des analyses biochimiques (cytolyse, lactate), de débimétrie vasculaire et de métabolomiques.
Procédures
Une période d’acclimatation préalable de 4 à 7 jours sera respectée avant le début des expériences, permettant aussi de faciliter cette prémédication qui sera réalisée dans des conditions moins stressantes pour l’animal. Le premier et seul acte invasif réalisé vigile concerne la réalisation d’une prémédication, réalisée très rapidement en une injection, permettant ensuite le transport et la réalisation de l’anesthésie générale dans de bonnes conditions. Par la suite, il s'agit d'une procédure chirurgicale sans réveil au cours de laquelle l'animal sera anesthésié et analgésié en continu sans réveil. La chirurgie consiste en la réalisation d’un prélèvement hépatique, qui dure environ 180 minutes. Lors de la procédure chirurgicale, sous anesthésie générale, des prélèvements sanguins sont prévus afin de contrôler l’état physiologique de l’animal toutes les heures (pendant 3 heures) Une biopsie hépatique sera réalisée en début de procédure pour avoir une histologie hépatique de base avant toute manipulation mais sera là encore réalisée sous anesthésie générale. Tous ces prélèvements ne durent que quelques secondes.
Impact sur les animaux
Les nuisances habituellement rencontrées dans ce type de modèle comprennent le choc anesthésique et le risque hémorragique. Concernant le premier point, le déroulé des sessions respecte la période d’acclimatation de ces animaux et l’anesthésie débute par une pré-médication de l’animal afin de faciliter son transfert sur le plateau technique. Par ailleurs après le début de l’anesthésie, une courte période est respectée pour permettre une stabilisation de l’animal sous anesthésie générale. Toute cette période est couverte par un monitorage approprié de l'anesthésie/analgésie et des administrations médicamenteuses adaptées, permettant aussi de limiter le risque de réveil. Concernant le second point et le choc hémorragique, le modèle animal utilisé fait partie intégrante de notre dynamique de recherche et est parfaitement maitrisé, limitant se risque avec une dissection soigneuse des vaisseaux tout au long de la procédure. Cependant, l’exsanguination reste la méthode de mise à mort choisie, mais est encadrée par une analgésie et une anesthésie dépassée limitant là encore le risque de réveil et d’inconfort. La procédure étant sans réveil, il n’y a par ailleurs pas de nuisances ou effets secondaires attendus après la procédure
Devenir
Il s’agit d’une procédure chirurgicale sans réveil qui est principalement motivée par des raisons scientifiques qui justifient l’utilisation du modèle décrit. En effet, dans le respect du bien-être animal, par soucis de standardisation, mais aussi pour permettre une analyse pertinente et exhaustive du greffon hépatique, seule la première partie nécessitant le prélèvement d’un greffon hépatique est réalisé chez l’animal. Dans la mesure où il s’agit d’un prélèvement d’organe la mise à mort de l’animal est indispensable en fin de procédure
Remplacement
Pour limiter au maximum, le nombre de biais, il est important que la procédure expérimentale reflète au plus près les conditions réelles d'une procédure de transplantation chez l'humain. C'est pourquoi un modèle uniquement cellulaire n'est pas envisageable pour cette étude. De plus pour se servir des machines de perfusion, il est d'indispensable d'obtenir un organe entier à perfuser de taille comparable à l'humain, éliminant le modèle murin. Il n'est pas possible de récupérer cet organe en abattoir car nous devons contrôler le décès de l'animal pour que celui-ci soit semblable aux conditions d'obtention des greffons issues de donneur à cœur arrêté en transplantation hépatique chez l'humain. Cela permet aussi de prélèver l’organe dans les mêmes conditions qu’en pratique clinique et de limiter ainsi le risque de thromboses vasculaires qui pourraient compromettre la perfusion de l’organe au décours du prélèvement.
Réduction
Comme énoncé précédemment, à la place d’une transplantation hépatique chez des porcs receveurs, nous avons fait le choix de remplacer cette étape par une reperfusion normothermique oxygénée du foie par machine de perfusion ex-vivo. Cette technique permet de réduire par 2 le nombre d’animaux utilisés. Après vérification de la mort de l’animal, nous réaliserons des prélèvements d’organes. Si l’objectif premier reste l’étude de la conservation du foie, les reins, voire d’autres organes, feront l’objet d’une étude complémentaire et donc d’un prélèvement post mortem. Cette démarche s’inscrit dans un souci de réduction afin d’optimiser les données recueillies sur un même animal.
Raffinement
Afin de réduire la souffrance animale, seul le premier temps de l’expérimentation, c’est-à-dire le prélèvement hépatique, sera réalisé sur les animaux sous anesthésie générale, sans réveil. Les animaux seront anesthésiés et monitorés pendant la totalité du prélèvement afin d’éviter tout stress.
Choix des espèces
Le foie de porc présente une taille, un poids et une microstructure similaire au foie humain. Ces caractéristiques anatomiques et histologiques permettent d’effectuer un prélèvement d’organe standardisé et reproductible, ainsi que d’utiliser des machines de perfusion d’organes identiques à celles utilisées en pratique clinique. Un argument supplémentaire est l’utilisation et la validation de ce modèle animal dans la littérature scientifique sur la préservation des greffons hépatiques. Ceci permettra de comparer et de discuter les résultats obtenus au cours de ce projet avec les données déjà publiées. Enfin, en comparaison avec un modèle murin, les prélèvements de tissus et les analyses sanguines seront plus faciles compte tenu de la taille de l’animal. Ceci permet également de diminuer les erreurs d’analyse et le nombre d’animaux à inclure dans le projet. De plus, la reperfusion normothermique sur machine de perfusion avec du sang non-dilué est difficilement réalisable sur un modèle murin compte-tenu du petit volume sanguin. Jeunes porcs sevrés d’un poids de 25 à 30 kg à réception.
Etude du dialogue cellules épithéliales-fibroblastes dans le cancer colorectal
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
Une colite est provoquée par un produit ajouté à l'eau de boisson pendant six à sept jours, répétée sur plusieurs cycles, avec diarrhées et perte de poids de 5 à 10 %, et des injections dans l'abdomen déclenchent ensuite un cancer du côlon. 5 004 souris vont être utilisées, toutes tuées pour prélever leurs organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le projet porte sur le dialogue entre cellules épithéliales et fibroblastes du côlon, avec des cibles thérapeutiques annoncées à long terme. Le porteur écrit que la colite provoque une douleur qu'il ne peut traiter ni par analgésique ni par anti-inflammatoire, ceux-ci fausseraient les résultats, et détaille par ailleurs les cabanes en carton, la pâtée et le fond musical installés dans l'animalerie.
Objectifs
Le cancer colorectal est le 3° cancer le plus répandu et le 2° cancer qui tue le plus de patients au monde. Les patients atteints de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin, telles que la colite ulcéreuse et la maladie de Crohn, présentent un risque accru de développer un cancer du côlon. Les patients atteints d’un cancer du côlon suite à une inflammation présentent un pronostic plus sombre que ceux atteints d’un autre type de cancer du côlon, car l’inflammation chronique augmente leur agressivité. De plus, souvent indolore, il est fréquemment diagnostiqué aux derniers stades de la croissance tumorale, ce qui diminue l’efficacité des traitements proposés aux patients et augmente la résistance des tumeurs à ces mêmes traitements. Malgré l’ampleur de cette pathologie dans la population, les cellules et les molécules responsables du déclanchement et de la progression de cette maladie restent encore mal comprises. En conséquence, un grand nombre de cas ne sont pas efficacement diagnostiqués puis soignés. Notre projet est centré sur l’étude du dialogue entre les deux types de cellules les plus importantes du côlon. Ces deux types de cellules interagissent entre elles pour maintenir la structure du côlon, le réparer et coordonner la réponse immunitaire mise en place en cas d’agressions. Leur nombre est très fortement augmenté en pathologie et notamment lors d’une inflammation ou pendant la progression du cancer. Découvrir le rôle précis de ces deux types de cellules et les molécules qu’elles libèrent, pourrait ouvrir la voie vers de nouveaux traitements. Les modèles animaux de pathologies intestinales (inflammation aigue et chronique ou cancer du côlon) constituent des outils importants pour étudier le déclanchement et le développement de ces maladies. Par exemple, ils permettent de suivre les changements des tumeurs depuis une tumeur bégnine à une tumeur plus agressive comme cela a été observé chez l’homme. Enfin, les modèles animaux permettent aussi de tester de nouveaux traitements et étudier la réponse des tumeurs à ces traitements.
Bénéfices attendus
Notre projet, centré sur l’étude du dialogue entre les deux types cellulaires majoritaires du côlon, permettra de mettre en lumière de nouveaux mécanismes favorisant ou inhibant le développement du cancer colorectal. A court terme, l’utilisation des modèles animaux des colites aigues, chroniques et du cancer colorectal permettront de délimiter les similitudes entre ces pathologies induites chez l’animal et les caractéristiques des maladies humaines correspondantes. A long terme, la description de nouvelles cibles thérapeutiques impliquées dans le dialogue entre les fibroblastes et les cellules épithéliales pourront être proposées dans le traitement des patients atteints de cancer colorectal liés à une maladie inflammatoire chronique de l’intestin.
Procédures
Les seules interventions sur animal vigile prévues dans cette étude sont des injections intrapéritonéales. Ces injections sont soit unique, comme celle d’un agent inducteur de mutation pour induire un cancer ; soit double, à deux jours d’intervalle, pour induire la perte du gène d’intérêt. Étant donné notre expérience, chaque injection ne dure pas plus 2-3 secondes avant que l’animal ne revienne dans sa cage. Tous les prélèvements d’organes seront réalisés après anesthésie et euthanasie de l’animal.
Impact sur les animaux
Les injections en intrapéritonéal représentent le premier effet indésirable attendu chez les animaux. Notre pratique régulière de ces injections nous permet de réduire au maximum le temps de contention et d’injection. Les cages restent sous surveillance rapprochée au moins 20minutes après toute injection pour détecter le plus rapidement possible les signes de souffrance chez les animaux (prostration). Les effets indésirables attendus chez les animaux résultent essentiellement de la prise, dans l’eau de boisson, du traitement qui induit une inflammation localisée au niveau du colon. La prise du traitement pendant 6 ou 7 jours induit une altération de la paroi du colon qui provoque une perte de poids entre 5 à10% chez les souris. Cette perte est due à une mauvaise absorbation des aliments et une perte d’eau suite à des diarrhées. Ces effets apparaissent au jour 6 après le début du traitement pour une perte maximale à jour 8 ou 9, puis les souris reprennent très vite du poids pour revenir à leur poids initial en 3-4 jours. Nous n’avons jamais observé une prise d’eau augmentée par les souris au cours de cette procédure, qui pourrait révéler une déshydratation des animaux. D’après la littérature et notre expérience de cette procédure, la perte de poids survient majoritairement lors du 1er cycle de traitement car il est courant que les souris perdent moins de poids lors des deux cycles suivants. Enfin, nos observations des projets précédents montrent que les souris sont susceptibles de développer de multiples tumeurs du côlon avec ce modèle, sans que leur mobilité, leur appétit et leurs relations sociales soient altérées. Comme chez l’homme, la présence de polypes intestinaux est souvent asymptomatique.
Devenir
Tous les animaux utilisés dans chaque procédure de ce projet seront euthanasiés pour le prélèvement d'organes.
Remplacement
Nous pouvons envisager de faire des expériences in vitro sur des cellules épithéliales intestinales et des fibroblastes isolés du colon pour étudier le caractère autonome des modifications génétiques dans ces deux types cellules. Par contre, Il n’existe pas d’alternative autre que l’utilisation d’animaux génétiquement modifiés pour évaluer avec précision et pertinence, le rôle des nouveaux gènes de notre étude dans le dialogue qui peut se mettre en place entre les cellules épithéliales tumorales et les cellules de l’environnement comme les fibroblastes. Nous utiliserons le modèle souris, permettant l’inactivation des gènes d’intérêt.
Réduction
La demande de projet actuelle reprend des procédures déjà réalisée sur d’autres lignées de souris (dans une demande précédente). Ceci nous permet de définir avec précision le nombre de souris suffisant par groupe, pour chaque procédure, afin de générer des données statistiquement robustes tout en prenant en compte une éventuelle variation inter-individuelle ou expérimentale. Ce nombre a été validé par le service de statistique de notre institut pour atteindre un chiffre permettant de valider statistiquement les résultats observés.
Raffinement
Les colites entrainent une douleur pour laquelle il n’est pas possible d’administrer de traitement analgésique ni anti-inflammatoire, qui interféreraient avec le processus de régénération/cancérisation et donc modifieraient les résultats de l’expérimentation. La surveillance des animaux se fera de manière accrue lors de visites quotidiennes. Certaines souris pouvant être gênées plus que d’autres par la colite, de la nourriture pourra également être placée à même le sol de la cage pour s’assurer que toutes les souris puissent se nourrir correctement. De plus, elles auront à leur disposition dans la cage de la pâtée alimentaire en complément de leurs croquettes habituelles pour favoriser leur réhydratation. L’administration des produits permettant l’élimination des gènes d’intérêts ou l’induction du cancer se fera par voie intrapéritonéale, en changeant d’aiguille à chaque souris pour éviter que celle-ci ne s’émousse et provoque de la douleur chez les animaux. Un enrichissement des conditions d'hébergement est prévu grâce à l'ajout dans les cages de cabanes en carton et de cotons à décortiquer. Un fond musical est assuré pour éviter les variantions sonores trop importantes entre les périodes d’expérimentation et les périodes de repos ce qui pourraient générer un stress supplémentaire chez les animaux.
Choix des espèces
La disponibilité de souris génétiquement modifiées pour les molécules que nous étudions justifie l'utilisation de ce modèle pour nos expériences. Le protocole d'induction du cancer colorectal que nous utilisons est bien standardisé chez la souris et largement admis comme le modèle de référence mimant au plus près les étapes du développement du cancer suite à une inflammation chronique. Notre étude porte sur le dialogue entre les cellules épithéliales et les fibroblastes du colon. Pour cela, nous éliminerons des lignées de souris dans lesquelles les gènes d’intérêt seront supprimés soit dans les cellules épithéliales soit dans les fibroblastes. Les gènes que nous étudions ont été démontrés comme : - Impliqués dans d'autres types de cancer que le cancer colorectal. - sur-exprimés ou sous-exprimés chez les patients atteints de cancer colorectal sans que leur fonction soit encore parfaitement déterminée. Les animaux seront utilisés à partir de 2 ou 3 mois d'âge selon le protocole établi dans la littérature ou lorsqu’ils auront atteint un poids minimum de 20g. Cet âge tient compte de la maturité sexuelle nettement dépassée pour les animaux, compatible avec la description des âges des patients atteints de cancer colorectal ou de colites chroniques.
Recherche préclinique de nouvelles molécules thérapeutiques contre la fibrose hépatique chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
Tués pour prélèvement d'organes, 3 750 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Vingt-quatre injections d'un agent inducteur, une tous les trois jours pendant huit semaines, leur provoquent une fibrose du foie, avant l'administration des composés à tester pendant quatre à huit semaines. S'y ajoutent des prélèvements de sang sur animaux vigiles, jusqu'à trois dans la même journée. Le porteur qualifie la fibrose hépatique de pathologie silencieuse qui ne déclenche aucun signe clinique douloureux, et conclut que le modèle rat est "incontournable".
Objectifs
La fibrose hépatique représente un enjeu majeur de santé publique dont l’importance ne cesse de s’accroitre. Cette dernière est une maladie complexe qui résulte d’une augmentation de la fibrose du foie dont l'évolution conduit à la greffe d'organe ou à la létalité. Ce projet vise à tester des composés dans un modèle de fibrose hépatique chez le rat, modèle très proche de la pathologie humaine.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de tester et développer de nouvelles approches thérapeutiques innovantes ayant le potentiel d’améliorer la prise en charge thérapeutique des patients atteints de fibrose hépatique.
Procédures
1) l’injection d’agent inducteur tous les 3 jours pendant 8 semaines (24 injections de 1ml en moins de 10 sec) 2) Un prélèvement de sang de 200 µL (moins de 30 secondes) pourra également être réalisé après 4 semaines afin de pouvoir randomiser les animaux sur leurs taux de transaminase. 3) Afin de relier l’efficacité des composés à leurs taux sériques, une pharmacocinétique pourra être effectuée une fois par étude. Ainsi, au maximum 3 prélèvements d’environ 30μL de sang par rat (en moins de 30 secondes) seront réalisés pendant la même journée ou étalés sur 2 journées. Le volume total de ces prélèvements n’excédera pas 10% du volume sanguin du rat et les prélèvements seront effectués sur animaux vigiles. 4) Les composés et leurs solvants seront administrés pendant 4 à 8 semaines maximum : moins d’une minute à chaque administration, sur animal vigile.
Impact sur les animaux
Le degré de sévérité de la procédure expérimentale dans laquelle sont inclus les animaux est modéré. La fibrose hépatique est une pathologie silencieuse qui ne déclenche pas de signe clinique douloureux chez l’Homme ou l’animal. Les injections et les prélèvements sanguins induisent une douleur de courte durée. L’animal peut subir un stress au cours de l’anesthésie ou lors de l’administration par gavage ou lors des injections.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour prélèvement d’organes.
Remplacement
Les modèles animaux représentent un outil incontournable dans l’étude des mécanismes immuno-pathologiques et fibrotiques. Aucun modèle alternatif in vitro n’est disponible pour étudier les mécanismes cellulaires complexes intervenant dans la physiopathologie de la fibrose hépatique. Le rat représente un modèle très performant et hautement informatif car la fibrose ressemble beaucoup à la fibrose observée chez l’Homme. Étant donné que le paramètre principal étudié dans ce projet est la survenue d’une maladie résultant d’un ensemble complexe d’acteurs cellulaires et de médiateurs solubles, l’utilisation du modèle rat est incontournable.
Réduction
Nous utiliserons un modèle bien établi dans la littérature afin de limiter la phase de mise au point et ainsi de réduire le nombre d’animaux. Le nombre de rat utilisé par groupe sera réduit au minimum tout en permettant une bonne analyse statistique.
Raffinement
La fibrose hépatique est une pathologie silencieuse qui ne déclenche pas de signe clinique douloureux chez l’Homme ou l’animal. Les injections et les prélèvements sanguins peuvent induire une douleur de courte durée de ce fait, un analgésique local pourra être ajouté avant la réalisation des prochaines. Les points limites pour chaque procédure ont été établis afin d’éviter toute souffrance indésirable des rats, cette grille de points limites sera appliquée tout au long du projet. De plus, Les animaux sont hébergés dans des cages adaptées, pour préserver leurs interactions sociales et limiter les phénomènes de disputes ou de stress engendrés par une surpopulation. L’environnement est enrichi par des objets adaptés à l’espèce. Les animaux sont observés quotidiennement par le personnel de l'animalerie formé au bien-être des animaux et par les expérimentateurs.
Choix des espèces
L'utilisation de rat est basée sur une littérature abondante décrivant les différents modèles de fibrose hépatique chez le rat, cette dernière étant très proche de celle observée chez l’Homme. Les animaux seront utilisés au stade adulte afin d’évaluer les composés d’intérêt sur un organe mature.
Caractérisation de nouveaux agonistes des glucocorticoïdes
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles musculosquelettiques
Rendues malades d'une inflammation de l'intestin par un produit ajouté à leur eau de boisson pendant six jours, une partie des 550 souris du projet développe des saignements, une douleur intestinale, une déshydratation et une perte de poids. Les autres reçoivent des glucocorticoïdes par injection dans l'abdomen ou par gavage quotidien pendant un mois, et certaines subissent une incision de la veine de la queue au scalpel pour mesurer leur glycémie. Le niveau de souffrance déclaré est modéré pour 480 d'entre elles et sévère pour 70, et toutes sont tuées à l'issue pour des analyses moléculaires et histologiques. Le porteur écrit que l'injection de glucocorticoïdes "n'est en général pas problématique pour l'animal", dans le même texte où il décrit la colite provoquée et le risque de fausse route au gavage.
Objectifs
Les glucocorticoïdes (cortisol chez l'homme et corticostérone chez la souris) sont des hormones exerçant différents effets chez les mammifères. Elles contribuent en particulier au métabolisme, à la réaction immunitaire et à la réponse au stress. En raison de leurs propriétés anti-inflammatoires, les glucocorticoïdes sont des traitements largement prescrits qui ont révolutionné le domaine de la médecine. En effet, les composés comme la prednisone et la dexaméthasone sont couramment utilisés pour traiter les maladies inflammatoires chroniques telles que la polyarthrite rhumatoïde, la sclérose en plaques, l'asthme et certaines myopathies. Néanmoins, leur utilisation prolongée peut entrainer d'importants effets secondaires, comme le diabète de type 2, l'ostéoporose ou l’atrophie musculaire. A ce jour, il n'existe pas de molécule dont les effets anti-inflammatoires sont dissociés des effets secondaires. Ce projet vise donc à caractériser de nouveaux composés.
Bénéfices attendus
Ces études permettront d'identifier le potentiel thérapeutique de nouvelles molécules et ainsi promouvoir des avancées dans le traitement des maladies inflammatoires.
Procédures
Les animaux du groupe 1 qui nous permettront de comprendre les effets des molécules sur le système inflammatoire et l'atrophie musculaire induite par un traitement aigü. Les glucocorticoïdes seront injectés une seule fois par jour pendant 3 jours par voie intra-péritonéale (30 sec/ souris). Le groupe 2 nous permettra de comprendre les effets d'un traitement prolongé aux glucocorticoïdes. Les souris de ce groupe seront traitées aux glucocorticoïdes par gavage (1 min/ souris) tous les jours pendant au maximum 1 mois. Les animaux du groupe 3 vont développer une inflammation de l'intestin par administration de Dextran Sulfate Sodium (DSS) dans l'eau de boisson pendant 6 jours. Ils subiront 3 injections par voie intrapéritonéale de glucocorticoïdes (1 min/ souris) afin de réduire l'inflammation.
Impact sur les animaux
L’inflammation chronique peut conduire à des saignements du fait de l'inflammation associés à une douleur intestinale, une déshydratation et une perte de poids de l’animal. Ce traitement durera 6 jours. Les premiers effets sont observables en général au 3è jour. L’injection de glucocorticoïdes par voie intrapéritonéale prend moins d'une minute par animal. Ces injections répétées (3 par souris) peuvent exceptionnellement causer des infections au niveau du site d'injection. Le gavage peut rarement conduire à des fausses routes et à une irritation. Les différentes administrations de traitement pourront éventuellement générer un stress chez l'animal ainsi qu'une douleur au niveau du site d'administration. Dans le cadre de la mesure des niveaux de glucose, un prélèvement de sang par incision au niveau de la veine caudal à l’aide d’un scalpel sera effectué pouvant engendré une douleur au niveau de la zone d'incision.
Devenir
L’ensemble des animaux sera mis à mort à la fin de chaque procédure expérimentale pour des études moléculaires et histologiques.
Remplacement
Afin de déterminer les effets des glucocorticoïdes synthétiques sur le système immunitaire et l'atrophie musculaire, le recours à un organisme entier est nécessaire. En effet, même si des myotubes en culture peuvent être utilisés pour modéliser le muscle squelettique et connaitre les effets directs des glucocorticoïdes au niveau moléculaire, ils ne permettent pas de récapituler le microenvironnement musculaire ainsi que les nombreux facteurs et hormones intervenant dans l’homéostasie tissulaire. Ainsi, il est nécessaire d’utiliser un modèle in vivo afin que tous les facteurs physiologiques pouvant contribuer à ce processus soient pris en compte. A ce titre, la souris est un modèle de référence.
Réduction
De nombreuses études menées au laboratoire ont apporté une bonne connaissance de la méthodologie à utiliser, permettant ainsi la mise en place d’expérimentations de qualité et raffinées sur un nombre limité de cohortes. Cela permettra l'utilisation d'un nombre d'animaux limité au strict minimum, tout en assurant une pertinence statistique et qualitative des résultats. De plus, pour une même souris une patte sera utilisée pour l'analyse d'expression des gènes et l'autre patte pour les analyses histologiques, limitant ainsi le nombre d'animaux.
Raffinement
Le personnel qui effectuera les gestes techniques est formé et compétent. Les expérimentations prévues dans ce protocole seront exécutées sur l'animal vigile. Le risque d’infection sera pris en considération au niveau de la zone d’injection des glucocorticoïdes en vérifiant la présence d'un éventuel abcès. Cependant, l’injection de glucocorticoïdes n'est en général pas problématique pour l'animal. Le risque de fausse route au moment du gavage sera également pris en compte en évitant de mettre l'animal sur le dos et en lui délivrant lentement le liquide contenu dans la seringue. La sévérité de la procédure impliquera une surveillance stricte des souris. Ainsi, les animaux seront observés et pesés quotidiennement. L’état de chaque souris sera référencé dans un tableau comprenant des indicateurs comportementaux et physiologiques permettant de détecter la souffrance des animaux. Les paramètres utilisés seront le poids, l’abondance de diarrhées, la posture de l’animal, l’état de son pelage, son activité. Ces indicateurs nous permettront d’anticiper toute souffrance inutile, et d’intervenir au plus vite afin d’améliorer le bien-être de l’animal. Cette évaluation sera faite en conditions normales d'hébergement avec enrichissement et en maintenant les liens sociaux entre les animaux.
Choix des espèces
Les effets des glucocorticoïdes sur un type cellulaire donné impliquent des voies de signalisation complexes ainsi que le microenvironnement cellulaire. Il en va de même pour les mécanismes d’inflammation. Ainsi, l'utilisation de modèles cellulaires reste limitée. La souris présente un intérêt particulier pour l'administration de traitements pharmacologiques du fait de sa facilité de manipulation, mais aussi de la similarité avec l'homme, tant au niveau histologique qu'au niveau du type de réponse aux traitements. Le projet s’intéresse au rôle des glucocorticoïdes dans l’organisme adulte. Les animaux seront donc traités entre 10 et 15 semaines d'âge.
Gestion de lignées de rongeurs génétiquement altérés
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Rats : 30000
Créées sur place ou reçues d'autres établissements, des lignées de souris et de rats génétiquement modifiés sont élevées, tatouées et biopsiées pour vérifier qu'elles portent bien la mutation commandée. 320 000 souris et 30 000 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à modéré, ceux qui ne partent pas vers un autre projet d'expérimentation étant tués, sans placement possible puisqu'ils appartiennent au scientifique commanditaire. Chaque animal peut subir jusqu'à quatre biopsies de l'oreille ou de la queue et quatre prélèvements sanguins par jour, et exprimer du seul fait de sa mutation un phénotype douloureux tel qu'une arthrite. Le porteur ajoute que la mise à mort peut être programmée à un âge précis pour éviter que l'animal n'exprime ce phénotype, et que les scientifiques "s'engagent par écrit" à ce qu'il n'existe pas de solution de remplacement à leur lignée.
Objectifs
Ce projet a pour premier objectif le maintien de lignée de rongeurs génétiquement modifiées qui développent des modifications/symptômes physiques ou cliniques (appelés phénotypes) dû à la mutation des gènes, et l’évaluation de l’impact de ces caractéristiques sur leur bien être ; comme deuxième objectif la réalisation d'une biopsie (prélévement d’un morceau d’oreille le plus souvent) en plus d’une identification par tatouage des animaux. Les animaux génétiquement modifiés sont utilisés comme modèle expérimental pour la recherche (compréhension de maladies d’origine génétique, par exemple la mucoviscidose, l’hémophilie ou encore la myopathie dans différents domaines : facteurs de risque, mécanismes physiopathologiques, essais thérapeutiques, ...) ou pour le développement de médicaments. A la réception ou à la création de lignées génétiquement modifiées, si nous ne connaissons pas l’impact de la mutation génétique sur l’animal, une caractérisation de la lignée sera réalisée afin d'évaluer le bien-être animal et permettre sa gestion optimale, sa prévention ou son traitement adéquat. Si l’impact de cette mutation est avéré et connu, la gestion de cette lignée y sera adaptée par la définition / surveillance des possibles signes cliniques ainsi que leur prévention et traitement. Pour toute lignée génétiquement modifiées, il est important de savoir si l’animal est porteur ou non de la mutation génétique, pour cela, une biopsie peut être réalisée qui permettra d’extraire l’ADN de l’animal et ensuite de vérifier si l’animal à la mutation dans son ADN. Ce test est important car dans l’élevage de lignée génétiquement modifiées, tous les animaux nés ne sont pas porteurs de la mutation, il est donc primordiale de le vérifier pour pouvoir utiliser les animaux d’interet uniquement et donner des résultats fiables. Enfin, certaines mutations génétiques ne font effet qu’après l’injection d’une hormone ou d’un antibiotique. Pour induire cette mutation d’interet et que l’animal exprime physiologiquement cette mutation, une injection de l’hormone pourra ainsi également être réalisée. Pour ce projet, nous comptons 350 000 animaux (ajout de 15% dû à l’augmentation de l’utilisation de ces modèles) répartis entre 500 et 600 projets différents. Entre 15- 20% de ces projets concerneront des lignées dont une partie des animaux pourront exprimer des phénotypes parfois pathologiques de leur mutation.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à fournir aux scientifiques des animaux génétiquement modifiés (avec une analyse de la présence de la mutation validée) qui leur permettront de réaliser leurs études sur des organismes entiers et vivants. L’altération génétique de ces animaux permet de les rendre plus spécifique à une question scientifique posée, et ainsi réduire le nombre d’animaux qui aurait du être utilisé si on avait utilisé des lignées moins adaptée à la maladie étudiée. Ainsi, le bénéfice de ce projet sera de permettre une évaluation et une prise en charge des nuisances causées par la mutation génétique des lignées génétiquement modifiées et une standardisation et un raffinement des méthodes de prélèvement de tissus pour la cartographie génétique de ces lignées. Le tout permettra d’avoir une meilleure maitrise de la production, de l’élevage et de la qualité des animaux qui doivent être sains, sans agent pouvant induire des biais dans les études et porteur de la mutation génétique voulue afin de fournir aux scientifiques le bon modèle pour leurs expérimentations.
Procédures
Selon les besoins du projet, les animaux pourront être soumis par animal : - A maximum 4 biopsies (à l’oreille préférentiellement ; à la queue sur justification scientifique), acte d’une durée maximale d’une minute - A des prélèvements sanguins au volume et fréquence conformément à la réglementation en vigueur (maximum 4 prélèvements sanguins par jour) d’une durée maximale d’une minute Selon les besoins du projet, les animaux hébergés soumis aux nuisances énoncées pourront exprimer un phénotype ayant un impact négatif sur eux (ex : mutation induisant de l’arthrite). Dans de rare cas, l’administration de ligands peuvent être fait via des injections en intrapéritonéale ou en gavage (durée : moins de 5 minutes, fréquence peut varier d’une expérimentation à une autre, mais n’excédant pas une fois par jour pendant 7 jours, en cas de protocole nécessitant de dépasser ces limites, cela devra au préalable être valider par la SBEA) (durée et fréquences décrites dans la procédure 4, et recommandées par la littérature).
Impact sur les animaux
EExpression d’un phénotype ayant un impact négatif sur les animaux et des signes cliniques associés. Douleur, signes cliniques, mortalité inatendue ou stress exprimé pendant l’évaluation bien etre animal d’une nouvelle lignée. Douleur et stress léger de courte durée associés à une biopsie par méthode invasive (4 biopsies maximum) en plus d’une identification. Douleur et stress léger de courte durée associés à un prélèvement sanguin. Douleur, stress léger de courte durée dûs aux contentions. Douleur, stress léger de courte durée dûs à l'injection d’un produit.
Devenir
A la fin de la procédure, les animaux sont soit en utilisation continue dans des projets d’expérimentation, soit mis à mort (les animaux appartiennent au scientifique et ne peuvent être replacés).
Remplacement
Ce projet vise à fournir aux scientifiques des animaux génétiquement altérés qui leur permettront d’étudier dans des organismes entiers et vivants toutes les conséquences d’une altération génétique définie et/ou l’intérêt de molécules thérapeutiques pour lutter contre ces conséquences. Ceci implique l’étude de divers processus biologiques et systèmes physiologiques complexes et nombreux au fur et à mesure de la vie du modèle et nécessite de disposer d’organismes vivants et entiers afin de pouvoir observer l’impact de l’altération génétique ou d’une molécule thérapeutique dans l’ensemble des organes, tissus et fonctions physiologiques. La complexité des mécanismes mis en jeu ne permet donc pas de réaliser de nos jours de tels projets sur des modèles in vitro. Les scientifiques s’engagent par écrit à ce qu’il n’y ait pas de solution de remplacement à cette lignée.
Réduction
Le nombre d’animaux hébergé et mis en accouplement est calculé en fonction des besoins stricts de chaque scientifique. Les chercheurs sont sensibilisés à la nécessité de limiter le nombre d’animaux utilisés et nous mettons en œuvre des améliorations continues de nos méthodes de reproduction pour réduire le nombre d'animaux nécessaire pour obtenir un niveau d'élevage correspondant aux objectifs du projet. Par exemple : Adaptation du sexe du reproducteur transgénique quand il est accouplé avec des animaux non transgéniques afin de maximiser les chances de fertilités (phénotype impactant la reproduction) ; éviter les mères dont le phénotype réduit les comportements maternels ; fécondation in-vitro pour ne produire qu’une génération d’animaux d’intérêt et éviter le vieillissement ; cryoconservation des lignées non utilisée et arrêt des colonies respirantes si pas de besoin. Nous encourageons les scientifiques à utiliser les petits au génotype sauvage (non d’intérêt) en tant que contrôles. Pour l’évaluation du bien-être d’une nouvelle lignée, ne sont utilisé que le nombre d’animaux minimum requis. Nous ne faisons pas naître d’animaux spécifiquement pour cette évaluation. Pour le génotypage, nous encourageons les scientifiques à choisir des méthodes de prélèvement qui associent identification et génotypag. Nous les encourageons à choisir des schémas d’accouplement ne nécessitant pas de génotypage (homozygotes x homozygotes par exemple). Nous avons aussi réduit le nombre d’animaux utilisés pour l’évaluation du bien-être des nouvelles lignées en adaptant les anciens requis Suisses et Allemands (100 animaux sur 3 générations) aux recommandations européenes (au moins 7 animaux de chaque sexes et génotypes, sur 2 générations).
Raffinement
En cas de signe clinique particulier, un suivi adapté est mis en place par des techniciens qualifiés et compétents au suivi vétérinaire des animaux. Dans le cas de lignées pouvant présenter un phénotype dommageable, si le phénotype le requiére, des observations cliniques plus fréquentes et plus spécifiques avec des points limites et des raffinements précis seront mise en place. Afin de limiter la douleur pour l’animal, une euthanasie pourrait être demandé en automatique à un point limite ou âge précis afin d’éviter que l’animal n’exprime le phénotype. Ces observations sont facilitées par l’utilisation d’outils internes de suivi de type grille de score. En cas de détection d’un point limite terminal, l’animal est mis à mort.
Choix des espèces
Les rats et les souris sont les espèces pour lesquelles les manipulations génétiques sont développées, maitrisées et avec de nombreuses données scientifiques. De plus, ces espèces permettent d’élever rapidement un nombre d’animaux suffisamment important pour pouvoir avoir des données scientifiquement exploitables et permettent ainsi de mener de manière plus fiable des études en recherche et développement. Pour ce projet, nous devons caractériser et élever des animaux génétiquement modifiés qui peuvent développer des caractéristiques cliniques spécifiques à tout âge. Pour vérifier la présence de la modification génétique, une biopsie est réalisée le plus souvent (99% des cas) une semaine avant le sevrage ou au sevrage. Dans environ 1% des cas, une nouvelle biopsie à l’âge adulte peut être demandé pour vérification. Une analyse du sang peut également permettre de vérifier que l’animal présente les caractéristiques attendues, cette dernière se fait après 4 semaines d’âge minimum (adulte) Pour finir, la modification génétique peut être induite par l’injection d’une hormone, cette injection peut se faire à partir de 8.5jours après la fécondation.
Chocs septiques stériles et modèles d’exploration rapide de l’inflammation aigue systémique
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
Rats : 1230
Le laboratoire provoque une inflammation générale par injection de lipopolysaccharide, pour qualifier ses lots de réactifs biologiques et évaluer des composés en développement. 1 230 rats et 1 230 souris vont être utilisés, tous mis à mort à l'issue, dont 2 160 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les animaux reçoivent l'agent inflammatoire à l'état vigile, puis le composé à tester en quelques secondes ou sur plusieurs minutes, avant un prélèvement sanguin terminal sous anesthésie. Le porteur juge le recours à l'animal vivant "incontournable" à ce stade préclinique. Il s'attend, dans les cas extrêmes, à des animaux en état de choc et de détresse cardio-respiratoire, ces signes constituant eux-mêmes les points limites qui déclenchent l'arrêt anticipé.
Objectifs
Les phénomènes inflammatoires sont des réactions normales des organismes mis en action en réponse à une agression tels que les traumas qui induisent des lésions, ou plus généralement consécutive à une infection par un hôte étranger. Au cours des maladies chroniques hépatiques telles que la cirrhose, des phénomènes inflammatoires peuvent être induits par un franchissement de la barrière intestinale à la perméabilité dégradée par de microorganismes issu du microbiote. L’inflammation présente donc un intérêt dans nos travaux. Par ailleurs, des modèles expérimentaux basés sur le pouvoir d’activation de l’inflammation de certains composants de la paroi de bactérie (LPS ou Lipopolysaccharide) sont très amplement utilisés au laboratoire pour l’étude de l’inflammation et des évaluations de propriétés pharmacologiques sur la voie de l’inflammation de composé en développement. Ce projet propose donc des procédures simplifiées de mise en œuvre de modèles inflammation systémique chez les rongeurs.
Bénéfices attendus
L’utilisation de bio réactifs au cours de procédures longues, complexes et qui engagent un nombre significatif d’animaux comporte un part de risque d’échec. Il peut s'agir par exemple d'une induction trop faible en raison d'animaux qui ne réagissent pas correctement au stimulus ou au contraire qui montrent une réaction exhacerbée qui produit des pertes d’animaux. La qualification préalable des lots de bioréactifs nécessite l’utilisation d’un nombre réduit d’animaux et permet à terme de réaliser des expériences en limitant les risques d’échec Cela contribue donc à la réalisation d’expérimentation plus fiables et reproductibles, et qui nécessitent moins de répétitions.
Procédures
Au cours des procédures expérimentales pour la réalisation de la phase d’induction du processus inflammatoires, les animaux à l'état vigiles subiront l'action de l'agent d'induction de l'inflammation. Pour la réalisation de l’évaluation des propriétés des composés à tester, nous pourrons traiter les animaux dans un état vigile, soit de manière aigue dite " en bolus", et dans cette situation l'administration ne dire que quelques secondes ( 5 à 10 secondes), soit de manière lente et sur une plus longue durée ( plusieurs minutes ) Ils seront anesthésiés et subiront un prélèvement sanguin terminal puis seront mis à mort sans réveil.
Impact sur les animaux
Dans ce type de procédure, on s’attend à observer dans les cas extrêmes des animaux en état de choc et de détresse cardio-respiratoire, avec des épisodes de troubles de la régulation de la température corporelle. Les effets cités sont observés de manière plus ou moins prononcée, mais ces signes constituent les critères d’atteinte des points limites. Certains animaux présenteront ces symptômes à des stades qui nécessiteront un point d’arrêt anticipé.
Devenir
Les analyses biochimiques réalisées pour les mesures de niveaux de cytokines sont rélaisées sur des prélèvements terminaux. Les animaux sont mis à mort en vue de recueil de leurs organes pour l'exploration de l'expression des proteines de la phase aigue de l'inflammation notamment d'origine hépatique.
Remplacement
Disposer d’un modèle animal translationnel qui puisse permettre d’évaluer les effets de composés sur tous les aspects d'une pathologie présente chez l’homme constitue une étape clé dans la lutte contre cette maladie. Nous disposons de modèles in vitro qui permettent d’évaluer les propriétés anti inflammatoires de composés, cette démarche est préalable à tout expérimentation chez l’animal L’utilisation de ces méthodes alternatives visant à remplacer partiellement l’utilisation des animaux comme nous le rappelle la règle des 3R’s s’impose. Cependant, l’évaluation finale du potentiel thérapeutique des produits dans des modèles animaux reste nécessaire. Le recours à l'emploi d’un animal vivant permet d’évaluer la réelle efficacité des composés dans un système biologique complexe et « global », capable de métaboliser les principes actifs, et d'activer toutes les voies de signalisation qui constituent les caractéristiques de ce modèle est incontournable. Son remplacement à ce stade du projet scientifique (phase pré clinique) n'est pas envisageable dans une système biologique isolé ou cellulaire qui quel que soit sa nature ne pourra apporter tous les enseignements issus de l'expérimentation in vivo.
Réduction
Dans certains cas, il est possible de profiter d’animaux engagés dans d’autres procédures expérimentales, et n’ayant subi aucune administration (groupe contrôle) pour pratiquer des prélèvements d’échantillons biologiques. La contrainte est de synchroniser les évènements. La réduction du nombre d'animaux engagés dans l'expérimentation consiste en premiers lieux d'estimer correctement le nombre des animaux nécessaires.. Cette estimation est faite à priori sur la base de données expérimantales déjà connues (étude pilote) ou sur la base de données publiées dans la literature. La détermination de la taille des effectifs est basée sur la connaissance de la variabilité d'un paramètre prioritaire étudié, , et sur le niveau de signification attendu (généralement p=0.05 ce qui signifie que nous admettrons que 5% des effets observés peuvent être dus au hasard). Enfin, nous accordons aussi l’importance à la puissance statistique, généralement entre 80 et 90%, ce paramètre exprime la probabilité de détecter un effet s’il existe. Plus la puissance sera élevée, et plus le nombre d’animaux devra être important. L’effectif théorique est donc calculé à partir de ces paramètres statistiques, il permet à l’expérimentateur d’ajuster son effectif en fonction de l’importance du paramètre qu’il étudie.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupes sociaux pendant leur période d’acclimatation ou d’hébergement dans l’animalerie. L’enrichissement du milieu est systématisé par l’apport de dispositifs permettant aux animaux de rongeur (blocs ou billes des bois), un apport de coton compressé permet de maintenir l’instinct de création du nid, des tunnels en polycarbonate transparent teinté en rouge sont placés dans les cages pour apporter un espace simulant la dissimulation et favorisant le maintien de l’instinct grégaire des rongeurs. Au cours de la phase aigue de l'expérience, des critères cliniques observables définissent des points limites très spécifiques au modèle, ils sont prédictifs de l'issue de l'expérience et de l'atteinte proche d'un seuil de douleur à ne pas dépasser. Ils sont appliqués pour mettre un terme rapide à l'expérience et limiter ainsi les souffrances des animaux.
Choix des espèces
Nos travaux de recherche (développement de modèles d’évaluation de propriétés thérapeutiques de médicaments, protocoles de pharmacologie etc ) sont réalisés chez les rongeurs (rat et souris). Ces espèces sont largement employées dans notre domaine d’étude qui concerne les troubles métaboliques car elles sont bonnes répondeuses à des stimuli et à des actions pharmacologiques. La nécessité d’avoir accès à des échantillons biologiques frais de ces mêmes espèces est donc évidente. Les animaux utilisés seront des anaimaux adultes agés de 8 à 10 semaines. Il est important que les animaux soient matures du point de vue immulogique.
Etude exploratoire du rôle des cellules dendritiques plasmacytoïdes dans les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI)
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Les souris qui atteignent les critères d'arrêt de la grille de score sont tuées immédiatement. 505 souris vont être utilisées dans ce projet, toutes tuées pour prélèvement d'organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent un cocktail d'antibiotiques pendant quatorze jours, subissent une irradiation du bas du corps sous anesthésie, avalent sept jours durant un produit chimique dans leur eau de boisson qui provoque lésions intestinales, diarrhée, perte de poids et saignements anaux, ou sont infectées par gavage avec une bactérie intestinale. Le porteur indique que les doses ont été calibrées pour rester tolérables chez les souris témoins, admet que des signes cliniques plus importants ou plus précoces peuvent apparaître chez les souris mutantes privées des cellules étudiées, et range les retombées thérapeutiques au rang de perspectives.
Objectifs
Les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) sont des cellules clefs du système immunitaire. Lors d’infections virales elles produisent en grandes quantités les interférons, des molécules essentielles pour bloquer la propagation du virus chez l’hôte infecté. Les pDC interviennent aussi dans d’autres fonctions physiologiques. Lorsque la peau est lésée, les pDC se localisent dans la lésion et promeuvent la réparation du tissu grâce à leur production d’interférons. Les pDC sont très nombreuses dans l’intestin. Chez l’individu sain les pDC de l’intestin seraient impliquées dans la tolérance aux aliments. La flore intestinale est essentielle pour le bon fonctionnement du système immunitaire, mais son impact sur les pDC de l’intestin a été peu étudié. Notre premier objectif est de déterminer si et comment les pDC intestinales sont affectées si on traite temporairement les souris avec une combinaison d’antibiotiques qui élimine la flore intestinale. Le rôle des pDC au cours des maladies inflammatoires de l’intestin est très controversé. Dans certains modèles de ces maladies elles seraient délétères en promouvant l’inflammation, alors que dans d’autres elles seraient bénéfiques en promouvant la réparation des tissus enflammés ou en limitant les infections intestinales. Notre hypothèse est que cette controverse ne dépend pas uniquement du modèle de maladie étudié, mais aussi de la spécificité du modèle murin utilisé pour étudier les pDC. Nous avons généré et validé un nouveau modèle murin permettant la perte sélective des pDC depuis la naissance sans affecter aucun autre type de cellule. Grâce à ces souris notre deuxième objectif est d’étudier le rôle des pDC intestinales dans trois modèles distincts de maladies inflammatoires de l’intestin. Dans ces modèles l’inflammation intestinale est obtenue suite à l’exposition de l’intestin 1) aux rayons X ou 2) à un produit chimique ou 3) à l’infection par un pathogène intestinal, le Citrobacter rodentium. Ces trois modèles induisent des lésions intestinales par des mécanismes différents. Il est donc possible que selon le modèle étudié la perte des pDC ait un impact différent et, par conséquent, soit associé à des fonctions bénéfiques ou délétères. Connaitre le rôle des pDC dans ces différents modèles de pathologie intestinale va ouvrir de nouvelles perspectives de traitement pour les patients souffrant de maladies inflammatoires de l’intestin, pour lesquelles peu de traitements sont efficaces à ce jour.
Bénéfices attendus
Le traitement des maladies inflammatoires de l’intestin vise principalement à bloquer les molécules promouvant l’inflammation. Ces molécules sont surtout produites par les cellules du système immunitaire. Cependant, ces mêmes traitements affectent aussi l’efficacité des réponses du système immunitaire face à des pathogènes, rendant les patients plus susceptibles aux infections microbiennes. De plus, certaines cohortes de patients souffrant de MICI sont résistantes à ces traitements, soulignant ainsi la nécessité de trouver d’autres stratégies thérapeutiques plus adaptées. Nos études peuvent ouvrir de nouvelles perspectives de traitements pour promouvoir la guérison et/ou atténuer les symptomes associés au MICI en stimulant ou en inhibant les fonctions des pDC.
Procédures
Traitement antibiotique dans l’eau de boisson modifiant la flore intestinale pendant 14 jours. Irradiation pendant 10 minutes de la partie inférieure du corps sur animaux sous anesthesie générale. L'injection de l'anesthésie est effectuée une fois par voie intrapéritonéale et dure 20 secondes. Une partie des animaux (30) recevront vigiles une seule fois par injection intrapéritonéale un composé, ceci 4 heures avant la mise à mort 4 jours après irradiation. L'injection intrapéritonéale dure 20 secondes. Administration d’un composé dans l’eau de boisson sur animaux vigiles pendant 7 jours. Administration d’une souche bacterienne par gavage unique sur animaux vigiles. Le gavage dure 20 secondes. Gavage unique sur animaux vigiles avec un composé permettant d’étudier la permeabilité intestinale. Le gavage dure 20 secondes. Prélevement de sang sur souris sous anesthesie générale 2 heures après gavage. Le prélèvement de sang est effectué une seule fois et dure 30 secondes.
Impact sur les animaux
Le traitement d’une durée maximale de 2 semaines par cocktail d’antibiotique est généralement bien toléré. Le traitement antibiotique peut impacter la motilité intestinale et provoquer constipation ou diarrhée. Les trois modèles de maladies inflammatoires de l’intestin présentés dans ce projet ont déjà été mis au point dans une équipe de notre institut, ce qui nous permettra de bien maitriser le suivi des souris traitées et limiter le nombre de souris requis pour les mises au point des protocoles. L’exposition aux radiations ionisantes sera restreinte à la partie inférieure du corps avec un dosage qui n'induit pas de perte de poids, de colite ou de diarrhée dans les souris contrôle C57BL/6. Cependant, il est possible que des signes cliniques puissent apparaître dans les souris mutantes. Le traitement avec le DSS induit des lésions et une inflammation de l’intestin, accompagnée d'une perte de poids et de diarrhée pendant une durée de 7 jours. Cela peut induire aussi des saignements et des lésions au niveau anal. La dose de DSS utilisée sera calibrée pour induire une colite modérée chez les souris C57BL/6. Cependant, il est possible que des signes cliniques plus importants ou plus précoces puissent apparaître dans les souris mutantes. En ce qui concerne l’infection par Citrobacter Rodentium, les souris C57BL/6 sont naturellement résistantes à l'infection, donc elles tolèrent l'infection et récuperent en 2-3 semaines sans signes cliniques évidents. La souche de C. rodentium et la dose d’inoculum ont été choisies sur la base de la literature comme étant bien tolerées chez les souris C57BL/6. Cependant, des signes cliniques peuvent apparaître dans les souris mutantes.
Devenir
Toutes les souris seront mises à mort à la fin de chaque procédure pour prélèvement organe et/ou analyse.
Remplacement
Ce projet nécessite la mesure de différents paramètres de la réponse immunitaire et de la réparation tissulaire au cours d’une inflammation produite in vivo. La complexité des nombreuses interactions cellulaires impliquées dans le processus inflammatoire et dans la réparation tissulaire associées aux MICI justifie l’utilisation de modèles d’études in vivo. De plus, la flore intestinale a été montrée comme capable de réguler les fonctions de nombreux organes de l’hôte et leur intercommunication. L’intégration d’un système vivant et complet est donc indispensable pour reproduire l’ensemble de ces processus dans leur complexité.
Réduction
Les effectifs d'animaux nécessaires seront réduits au minimum. Nous utiliserons des souris de fond génétique pur, C57BL/6, ce qui nous permet de limiter la taille des groupes expérimentaux à 5 souris par souche et par condition, en raison d’une variabilité inter-individuelle moindre par rapport aux animaux de fond génétique mixte. Ces nombres ont déjà été validés dans d’une autre équipe de notre institut, qui maitrise les procédures incluses dans ce projet, comme suffisantes pour effectuer des analyses statistiques fiables dans les procédures utilisées.
Raffinement
Les souris seront hébergées dans des animaleries protégées, conçues dans le respect de la réglementation et des principes éthiques liés à l'utilisation d'animaux à des fins scientifiques et exemptes d’organismes pathogènes spécifiques. La température, l’hygrométrie et la photopériode sont contrôlées et régulées. Chaque animal bénéficiera d’au moins 100 cm2 de surface. Pour limiter le stress des animaux, ils seront gardés tant que possible en groupes sociaux stables formés d’individus compatibles. Ils disposeront de matériel pour confectionner des nids et des dômes protecteurs. Le poids, l’apparence (en particulier du pelage), l’activité, la mobilité des animaux, la consistance des selles avec éventuel saignement et éventuellement la température corporelle seront suivis quotidiennement au début de chaque traitement. Dans le cas d’affaiblissement des souris de la nourriture sous forme de gélée sera mise à l’intérieur de la cage afin d’en faciliter l’accès et la surveillance sera renforcée à deux fois par jour. Les points limites et des grilles de score ont été définis dans chaque procédure. Sur la base de ces points limites un système de scoring de la douleur sera scrupuleusement appliqué pour évaluer les signes de souffrance relatifs à l’expérimentation en cours, et mettre en place le plus précocément les mesures pour les réduire les nuisances et la souffrance des animaux. Les animaux atteignant les critères d’arrêt seront immédiatement euthanasiés.
Choix des espèces
La physiopathologie de la souris est suffisamment proche de celle de l’homme pour que son étude nous permette d’accroître nos connaissances sur le fonctionnement du système immunitaire des 2 espèces. Par ailleurs, la taille, la rapidité du cycle de reproduction et la génétique de la souris en font le modèle le mieux approprié pour les études envisagées pour lesquelles des animaux génétiquement modifiés sont nécessaires. Des souris âgées de 8 à 12 semaines seront utilisées car elles ont atteint leur maturité en termes de défenses immunitaires. Un écart type de maximum 2 semaines au sein d’un même groupe expérimental est défini afin de limiter les variabilités qui pourraient exister entre des souris d’un écart d’âge plus important.