Troubles musculosquelettiques
- Alimentation animale
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies des plantes
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Caractérisation d’une thérapie génique AAV-shARN sur un modèle murin de myopathie liée au gène Dnm2
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
Les souris de ce projet portent une mutation du gène Dnm2 qui leur inflige une faiblesse musculaire généralisée, une atrophie et une perte de poids, dans une forme sévère de la maladie. 348 d'entre elles vont être utilisées, 240 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 108 un niveau modéré. Dès le sevrage, elles reçoivent sous anesthésie des injections intramusculaires, intraveineuses et intrapéritonéales d'un vecteur viral, puis passent chaque semaine un test de suspension, un test d'agrippement et une mesure de force, la pose d'électrodes sous la peau pouvant enflammer le muscle tibial antérieur et l'injection rétro-orbitale entraîner des troubles de la vision. Le porteur écrit qu'à sa connaissance le phénotype myopathique n'est associé à aucune douleur, et toutes les souris seront tuées sous anesthésie pour la collecte de leurs organes.
Objectifs
Les myopathies centronucléaires sont une classe de maladies génétiques qui détériorent la fonction des muscles squelettiques et handicapent fortement la qualité de vie des patients atteints, et aucune thérapie n’est à ce jour disponible. Le principal objectif de ce projet est de mettre au point un traitement curatif en évaluant une approche thérapeutique génique en à l’aide de vecteur viraux qui seront injectées avant et après l’apparition des premiers signes afin de pouvoir évaluer l’efficacité du traitement d’anticiper (= empêcher le début de la maladie) et d’invertir la maladie (= guérir les souris déjà malades).
Bénéfices attendus
Dans l’hypothèse où notre stratégie thérapeutique s’avèrerait efficace sur le phénotype de notre animal modèle, cette étude serait une preuve de concept thérapeutique pour traiter les myopathies centronucléaires.
Procédures
Une injection intramusculaire et intraveineuse, d’une durée maximale de 30 secondes, sous anesthésie, sera réalisée une fois chez l’animal sevré (3 ou 4 semaines d’âge). Une injection intrapéritonéale d’une durée maximale de 30 secondes sera réalisée une seule fois chez l’animal. Des tests de comportement peu invasifs, qui permettront d’évaluer les performances et les capacités motrices de l’animal (test de suspension, test d’agrippement, test de mesure de force in vivo), ainsi que des pesées de l’animal, seront réalisés une fois par semaine chez l’animal vivant, dès le sevrage.
Impact sur les animaux
Les animaux porteurs de la mutation présentent une perte de poids, une faiblesse musculaire généralisée et une atrophie musculaire par rapport à des animaux contrôles. À notre connaissance, il n’y a pas de douleurs associées au phénotype myopathique. Les approches thérapeutiques par modulation génique visent à augmenter la force musculaire des animaux. Mais des effets secondaires indésirables peuvent être attendus. En revanche, lors de la soumission à l’effort ou par stimulation électrique, le phénotype des souris devient observable et quantifiable pendant l’analyse. La pose sous-cutanée des électrodes et l’injection intramusculaire peuvent provoquer une inflammation du muscle tibial antérieur. L’injection intrapéritonéale peut provoquer une douleur dans la cavité péritonéale. L’injection rétro-orbitale peut entraîner des difficultés de vision.
Devenir
Les animaux sont mis à mort sous anesthésie à la fin des deux procédures, car notre projet nécessite la collecte d’organes afin de compléter l’analyse histologique et moléculaire.
Remplacement
Ces analyses ne peuvent pas être effectuées sur des cellules en culture, car celles-ci ne reproduisent pas la fonction d’un organe, et encore moins celle d’un organisme entier. En effet, seul le modèle animal permet d’étudier, d’une part, la maladie dans sa globalité et, d’autre part, l’évolution des symptômes, ce qui est essentiel dans le cadre d’une mise au point de la thérapie.
Réduction
Le nombre d’animaux a été déterminé afin d’obtenir des résultats fiables tout en limitant au maximum leur utilisation. Une étape préalable permettra de sélectionner uniquement les molécules les plus efficaces et les moins toxiques, évitant ainsi de tester des candidats non pertinents chez l’animal. Le protocole est conçu pour réduire le nombre d’animaux grâce à une étude pilote qui permet de sélectionner le meilleur candidat avant l’étude principale. De plus, plusieurs mesures seront réalisées sur les mêmes animaux au cours du temps, ce qui évite la création de groupes supplémentaires. Enfin, les prélèvements réalisés en fin d’expérience permettent de regrouper les analyses et d’éviter l’utilisation d’animaux supplémentaires.
Raffinement
Si des difficultés de locomotion surviennent, de la nourriture en gel sera placée dans la cage afin de soulager l’animal lors de ses déplacements. Une session de familiarisation précédera chaque test pour réduire le stress. Toutes les immobilisations utiliseront une anesthésie gazeuse rapide. La zone d'injection sera surveillée pendant 3 jours pour observer sa couleur et son gonflement, afin de prévenir toute infection. Pour la mesure de la force musculaire, les souris seront sous anesthésie générale profonde afin de les immobiliser et de prévenir toute douleur lors de l’opération chirurgicale. Cet acte est sans réveil. Durant la procédure, les souris seront placées sur une plaque chauffante pour maintenir leur homéostasie thermique et seront monitorées en permanence. Des points limites ont été définis et seront appliqués au cours de l’étude.
Choix des espèces
Le projet vise à évaluer l’efficacité d’une nouvelle stratégie thérapeutique dans un modèle murin de myopathie centronucléaire. Des expériences sont réalisées chez la souris, ce modèle présentant de fortes similitudes avec la pathologie humaine au niveau musculaire, tant sur le plan structurel que fonctionnel et moléculaire. Nous utilisons des modèles murins déjà développés au laboratoire, reproduisant les principales caractéristiques de la myopathie centronucléaire, notamment une forme sévère de la maladie. Ces animaux présentent une faiblesse musculaire et des anomalies histologiques comparables à celles observées chez les patients. L’utilisation de ces modèles, déjà caractérisés et publiés par notre équipe, garantit la continuité et la reproductibilité scientifique du projet. Deux approches thérapeutiques seront étudiées. Dans le cadre d’une stratégie dite de « réversion », le traitement sera administré à partir de 3 à 4 semaines d’âge, après le sevrage. À cet âge, le phénotype myopathique est déjà établi, permettant d’évaluer la capacité du traitement à améliorer une pathologie installée. Les injections seront réalisées par voie intramusculaire ou intraveineuse. Dans le cadre d’une stratégie de « prévention », le traitement sera administré très précocement, entre 1 et 2 jours après la naissance (P1–P2), par voie intrapéritonéale. Les myopathies centronucléaires étant des pathologies congénitales, une intervention précoce pourrait limiter, voire prévenir, l’installation des anomalies musculaires. Les animaux traités seront suivis jusqu’à l’âge de 8 semaines afin d’évaluer la fonction musculaire, le poids corporel et les caractéristiques histologiques du muscle. Pour certaines cohortes traitées par voie intraveineuse, un suivi prolongé jusqu’à 52 semaines sera réalisé afin d’étudier la stabilité et le maintien de l’effet thérapeutique dans le temps.
Etude pilote d’essai pré-clinique de thérapie pharmacologique dans un modèle souris pour une neuropathie fatale chez l’Homme (EU1/3)
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
268 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélèvement d'organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent une injection sous-cutanée quotidienne pendant un à quatre mois, passent une série de cinq tests comportementaux à trois mois puis à six mois, et subissent un électromyogramme sous anesthésie. La molécule évaluée est déjà commercialisée pour d'autres indications, et la lignée a été créée par l'équipe pour reproduire une maladie neuromusculaire humaine sans traitement curatif. Le porteur retient des femelles, dont les symptômes sont plus marqués que ceux des mâles, et les utilise entre 2 et 6 mois, avant l'âge de 15 mois où les homozygotes se dégradent.
Objectifs
Ce projet multisite déployé sur 3 établissements concerne le développement d’une thérapie pharmacologique pouvant constituer un traitement curatif pour une maladie neuromusculaire fatale chez l’Homme et pour laquelle, il n’existe aujourd’hui aucun traitement curatif. Cette maladie est provoquée par des mutations d’un gène, et cela entraine des troubles moteurs et sensoriels chez les patients dès l’enfance. La thérapie pharmacologique a pour but de prévenir l’avancée de la pathologie, retardant son développement, voire même de restaurer les fonctions sensorimotrices chez des individus traités en post- symptomatique. Précédemment, nous avons développé un modèle animal (souris) qui reproduit pour la première fois les troubles moteurs et sensoriels retrouvés chez les patients. Nous avons élaboré une méthodologie avec ce modèle pour développer notre thérapie. L’objectif de cette étude multi-établissement est d’évaluer le potentiel thérapeutique d’une molécule déjà sur le marché pour d’autres indications sur une durée de traitement de 1 à 4 mois en analysant les effets sur le comportement et l’organisme de nos souris (analyses tissulaires et moléculaires).
Bénéfices attendus
La validation de notre protocole et l’évaluation des bénéfices d'une molécule chez la souris constituerait un premier pas vers une thérapie adaptable à l’Homme dans le cadre d’une maladie génétique.
Procédures
Les souris recevront la molécule quotidiennement par injection sous cutanée (30 secondes) dans l’établissement utilisateur (EU) 2. Les souris réaliseront une fois (à 3 mois) ou deux fois (à 3 et 6 mois) la série de 5 tests comportementaux (durée : entre 30s et 15mn) au sein de l’EU2. A la suite de ces tests, un électromyogramme mesurant la latence et l’amplitude de la réponse musculaire (réalisé sous analgésie et anesthésie, durée : 15-20mn) sera également réalisé dans l’EU2, à 3 mois ou à 3 et 6 mois. Ces tests permettront d’évaluer les capacités motrices et sensorielles des animaux permettant de rendre compte de l’efficacité de l’approche thérapeutique.
Impact sur les animaux
La manipulation répétée pour l’identification des géniteurs, leur mise en accouplements et la vérification des gestations causent un stress léger et court, qui s’atténue à mesure que les animaux s’habituent à l’expérimentateur. Nuisances dues au phénotype : les individus homozygotes peuvent présenter une altération de l’état général à partir de 15 mois. Néanmoins, cet âge ne sera pas atteint car trop tardif pour la reproduction en vue de la création de la cohorte et ou de la fenêtre étudiée dans cette étude. L’injection quotidienne sous cutanée de la molécule (durée 1 mn) peut induire un léger stress dû à la manipulation qui s’atténue à mesure que les animaux s’habituent. L’administration de la molécule peut entrainer une douleur et des réactions cutanées. Les tests de comportements peuvent causer un stresse modéré. Aucun autre effet indésirable n’est attendu à l’issu de ces éléments.
Devenir
La validation de ce protocole de thérapie pharmacologique sur les souris par des analyses comportementales et tissulaires, nécessite leur mise à mort afin d’étudier le phénotype tissulaire (prélèvement d’organes post-mortem pour analyses).
Remplacement
Le projet a pour but de valider un premier protocole pharmacologique pour cette maladie neuromusculaire fatale et incurable chez l’Homme. Le modèle poisson-zèbre a permis de mettre en évidence des effets au niveau physiologique et cellulaire de cette approche. Elle nécessite à présenter être validée dans un organisme modèle de mammifère. Le tissu nerveux ne pouvant être accessible chez l’Homme et les essais thérapeutiques ne pouvant être testés directement chez l’Homme, il est essentiel de prouver l’efficacité de notre approche dans une étude pré-clinique chez la souris.
Réduction
Les expériences seront réalisées avec la volonté de réduire au maximum le nombre d’animaux par condition expérimentale tout en conservant un nombre suffisant de souris par lot pour pouvoir analyser nos résultats de façon statistique et ne pas avoir besoin de reconduire ce type de projet. Le nombre d’individus inclus dans chaque procédure a été calculé à l’aide d’outils statistiques.
Raffinement
Le bien-être de notre modèle murin ne diffère pas du modèle sauvage durant le temps de l’expérimentation (6 mois maximum) permettant un hébergement en cage collective pour respecter leurs besoins sociaux. L’organisation des tests comportementaux seront précédés d’une phase d’entrainement et une période de récupération d’au moins une demi-journée voir 2 jours entiers est prévue afin de limiter au minimum le stress des animaux. Chaque animal sera surveillé de façon individuelle et de façon quotidienne. A chaque étape du projet, des points limites ont été établis pour soustraire l’animal à la souffrance.
Choix des espèces
Avec 98% d’identité protéique avec l’Homme, la souris constitue un modèle idéal pour reproduire les pathologies humaines afin de les étudier dans un contexte physiologique mais également de pouvoir tester et valider des approches thérapeutiques. L’étude réalisée sur notre modèle a montré qu’il reproduit pour la première fois les symptômes moteurs et sensoriels retrouvés chez les patients, justifiant son utilisation pour valider notre approche pharmacologique. Notre projet sera réalisé sur des femelles, dont les symptômes sont plus marqués que chez les mâles, au stade adulte (2 à 6 mois). Notre modèle souris présente des défauts moteurs et sensoriels décelables uniquement par des tests comportementaux entre 1 et 3 mois ; il est donc nécessaire de débuter la stratégie à un stade précoce symptomatique. La validation du protocole et l’évaluation des bénéfices au niveau comportemental et histologique doivent être évaluées au stade adulte pour évaluer les effets de la thérapie.
Impact de l’activité physique sur la spondyloarthrite chez les souris
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
24 souris arthritiques vont être utilisées, douze avec accès à une roue de course et douze sans, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chaque semaine pendant huit semaines, l'atteinte de leurs pattes est notée point par point, et trois tests filment leurs déplacements pendant cinq minutes. Le porteur décrit une queue qui se courbe dès la quatrième semaine puis se rigidifie, un gonflement des articulations à partir de la septième, une déformation progressive des doigts et des membres, et affirme qu'aucun signe de souffrance n'a été détecté lors de l'expérience précédente, menée sans traitement antidouleur. La ponction sanguine finale, suivie immédiatement de la mise à mort, doit servir à mesurer l'inflammation et à fournir un argument pour promouvoir l'activité physique auprès des patients.
Objectifs
Pour les patients atteints de spondyloarthrite, la question de la mobilité est cruciale. Parmi les facteurs impactant leurs capacités motrices, des atteintes des enthèses apparaissent aux stades les plus avancés. Les enthèses sont les zones d'insertion des tendons ou des ligaments dans l'os : elles possèdent un rôle mécanique important. Notre objectif est d'étudier l'effet de l'activité physique sur ces atteintes des enthèses, dans un modèle de souris arthritiques. Nous souhaitons évaluer les conséquences de l'exercice de course volontaire sur le développement de signes d'arthrite et sur la mobilité des souris. Nous étudierons les conséquences de l’activité physique sur les mécanismes cellulaires et moléculaires dépendant de l'exercice dans l’articulation spondyloarthritique. Nous analyserons plus précisément l'insertion du tendon d'Achille dans le talon, car c’est l'une des zones atteintes chez les patients. Dans l'ensemble, nous nous attendons à un effet bénéfique de l'activité physique modérée sur l’ensemble des symptômes.
Bénéfices attendus
Nous pensons que l'exercice de course volontaire pourrait contrecarrer les anomalies osseuses observées dans les articulations des souris arthritiques et favoriser la bonne santé des tendons dans la cheville. Il est possible aussi que l’exercice ait aussi un effet favorable sur l’inflammation. L’analyse permettra de découvrir les mécanismes moléculaires impliqués dans la réponse à l’activité physique au niveau de l’articulation. Nos résultats contribueront à la compréhension de la maladie. Dans l'ensemble, nous attendons un effet bénéfique de l'activité physique sur les symptômes des souris de spondyloarthritiques : ceci qui constituera un argument convaincant pour promouvoir l'activité physique chez les patients, comme un vecteur de bien-être et comme un facteur d'amélioration de la mobilité, mais aussi comme un moyen d'atténuer les symptômes squelettiques.
Procédures
Des observations hebdomadaires des pattes nous permettront de donner un score d’atteinte arthritique à chaque souris (8 semaines consécutives, 2 à 5 min par observation), avec un système de notation par points, pour rendre compte de l’évolution de la maladie. Trois tests mesurant l’activité motrice des souris (distance parcourue, vitesse, temps d’activité…) nous permettront d’évaluer la mobilité de chaque souris. En pratique, la souris est déposée dans une cage vide et une caméra infrarouge enregistre ses déplacements pendant 5 minutes. A l'issue du protocole expérimental, tous les animaux seront inclus dans notre étude. Nous comparerons les indicateurs sanguins d’inflammation et les troubles musculo-squelettiques des pattes entre les souris hébergées en condition standard et les souris ayant eu accès à des roues d’activité. Les analyses sanguines prévues pour mesurer l’inflammation nécessitent l’obtention d’un volume de sang conséquent : une ponction sanguine sera réalisée (10 à 15 secondes) après traitement anesthésique et antidouleur, elle sera immédiatement suivie par l’euthanasie des animaux.
Impact sur les animaux
Les souris développent des symptômes arthritiques de type spondyloarthrite. Elles ont déjà été décrites par d’autres laboratoires, et nous avons nous-même validé la chronologie et la sévérité des signes arthritiques de ce modèle au sein du laboratoire. Des courbures de la queue apparaissent précocement (à partir de la semaine 4), puis une rigidité, mais sans nuire au déplacement des animaux. Au niveau des membres, un gonflement articulaire est visible à partir des semaines 7 à 9, puis une déformation progressive des doigts et des membres. Lors de notre précédente expérience, l’utilisation de traitement antidouleur n’a pas été nécessaire : aucun signe de souffrance n’a été détecté. L’alimentation et la courbe de poids des souris arthritiques sont normales. Nous n’attendons pas d’aggravation due à l’exercice.
Devenir
A l'issue du protocole expérimental, tous les animaux seront euthanasiés pour être inclus dans notre étude sur l’impact de l'activité physique sur la spondyloarthrite. Le sang sera prélevé pour l’analyse de l’inflammation et les tissus squelettiques seront prélevés pour l’analyse des membres postérieurs et particulièrement des articulations des chevilles.
Remplacement
Notre équipe de recherche travaille sur les mécanismes d’ossification pathologique, en particulier au niveau des enthèses dans le cadre de la spondylarthrite. Nous avons obtenu des résultats in vitro démontrant l’implication de la stimulation mécanique dans ces processus cellulaires et moléculaires. Cependant, seule une approche en expérimentation animale nous permet d’étudier la stimulation mécanique naturelle des articulations lors d’une activité physique.
Réduction
Un total de 24 souris arthritiques sera intégré à notre étude (quel que soit le sexe). 12 animaux hébergés en cage standard seront comparés à 12 animaux qui auront accès à des roues d’activité, dont l’activité physique sera augmentée par de la course volontaire. D’après nos précédentes expériences, cet effectif de 12 animaux par groupe est le minimum nécessaire pour la validité statistique de nos analyses des tissus musculo-squelettiques et les dosages sanguins.
Raffinement
Pour réduire l’angoisse des animaux, la litière des cages sera composée d’un mélange de sciures et l’environnement sera enrichi. Le bien-être des animaux sera vérifié quotidiennement. La consommation d’eau et d’aliments sera surveillée. Un suivi hebdomadaire de la courbe de poids sera réalisé individuellement (la croissance des souris arthritiques est normale). Les symptômes d’arthrite seront surveillés et notés précisément chaque semaine. Si les animaux montrent des signes de souffrance, un traitement antidouleur pourra être envisagé. Lors de notre précédente expérience, ce cas ne s’est jamais présenté.
Choix des espèces
Le présent projet fait suite à deux études de notre laboratoire : l’une portant sur la description des atteintes osseuses de ces mêmes souris arthritiques et l’autre sur les effets de la course volontaire de souris hébergées avec des roues d’activité sur l’articulation des chevilles. Nous souhaitons poursuivre nos travaux et approfondir nos résultats avec les mêmes modèles expérimentaux. Nous avons déjà validé la chronologie et la sévérité des signes arthritiques de ces souris au sein du laboratoire. Nous avons choisi de proposer l’accès aux roues d’activité aux souris âgées de 9 semaines, pendant 4 semaines, car il s’agit d’une période où les symptômes arthritiques sont légers à modérés.
Impact de la surexpression protéique sur le phénotype CMT-like du modèle hétérozygote
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
80 souris issues du croisement de deux modèles de maladies neuromusculaires vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. À 8 ou 9 semaines, chacune passe 22 heures seule en cage d'actimétrie, court sur un tapis roulant et reste suspendue à une grille retournée pendant une minute au maximum, un effort que le porteur reconnaît susceptible de surcharger des muscles déjà myopathiques. La série se termine par une mesure de force sur le muscle tibial antérieur, jusqu'à une heure, sous anesthésie profonde et sans réveil. Le RNT justifie ce sort en notant que les prélèvements ont lieu après la mise à mort, "ce qui évite toute douleur supplémentaire".
Objectifs
La myopathie centronucléaire (Myopathie Centro Nucléaire) BIN1-CNM est une maladie héréditaire du muscle squelettique, caractérisée par une faiblesse musculaire progressive et un handicap moteur. Les mutations perturbent l'organisation membranaire et le couplage excitation-contraction, entraînant des noyaux centraux dans les fibres musculaires. Aucune thérapie curative n'existe à ce jour. Des études récentes montrent qu'une surexpression d'une protéine associée aggrave plusieurs formes de CNM. Notre équipe a démontré qu'une réduction fonctionnelle de cette protéine corrige partiellement les phénotypes d'un modèle murin MTM1-CNM. Nous testons donc si sa diminution atténue les altérations du modèle BIN1-CNM (Myopathie Centro Nucléaire) par croisement avec un modèle CMT (Charcot Marie Tooth) à perte partielle de fonction. Ce projet évalue le potentiel thérapeutique de cette modulation pour corriger les anomalies musculaires et élucide les mécanismes communs aux CNM.
Bénéfices attendus
Ce projet explore les mécanismes physiopathologiques communs aux myopathies centronucléaires (Myopathie Centro Nucléaire) et aux neuropathies périphériques, notamment la maladie de Charcot-Marie-Tooth (Charcot Marie Tooth). En combinant un modèle murin de myopathie centronucléaire avec un modèle de perte partielle de fonction protéique, il vise à identifier des cibles moléculaires modulant la gravité de la maladie. Les bénéfices attendus consistent à déterminer si une réduction de cette protéine prévient ou atténue les manifestations de la myopathie centronucléaire, tout en éclairant les mécanismes communs entre myopathie centronucléaire et Charcot-Marie-Tooth, ouvrant des perspectives thérapeutiques ciblées.
Procédures
Les animaux seront soumis à plusieurs types d’interventions, à 8-9 semaines d’âge, avec une durée globale limitée et des procédures répétées uniquement lorsque cela est scientifiquement justifié. Phénotypage comportemental et locomoteur non invasif : tests d’activité locomotrice spontanée (actimétrie), de locomotion fine (tapis roulant) de force musculaire (grille retournée), réalisés chez l’animal vigile, sans anesthésie. L’activité locomotrice spontanée de l’animal sera acquise pendant 22 h au maximum, période au cours de laquelle les animaux seront hébergés individuellement, sans toutefois subir un isolement sensoriel (pas d’isolement olfactif ni auditif). Le test de locomotion fine (tapis roulant) et de grille retournée ont chacun une durée maximale de 1 minute avec un maximum 1 test par jour pour limiter le stress. Mesures de force musculaire in situ : intervention chirurgicale mineure sous anesthésie générale profonde et anti douleur dont l’administration ne durera pas plus de 5 secondes. Chaque séance dure maximum une heure et est réalisée une seule fois par animal, sans réveil, en fin de procédure (8 semaines). Ces interventions sont conçues pour être aussi brèves et peu répétées que possible, tout en permettant la collecte des données nécessaires à la caractérisation complète du phénotype musculaire et à l’analyse moléculaire et histologique.
Impact sur les animaux
Les nuisances et effets indésirables attendus sur les animaux dans ce projet découlent des manipulations expérimentales (génétique, tests comportementaux, chirurgie, anesthésie, euthanasie) : 1. Tests fonctionnels et comportementaux: Test de la grille retournée (hanging test): Stress aigu dû à la sensation de chute imminente et à la contrainte physique (maintien en suspension). Risque minime de chute sur une surface constitué de 5 cm de litière, pouvant une anxiété transitoire. Effort musculaire intense mais bref (≤ 60 s), sans lésion musculaire attendue chez des animaux sains, mais surcharge possible chez les souris déjà myopathiques. Analyse de la démarche (tapis roulant/Digigait): Stress léger à modéré lié à la nouveauté de l’environnement et à la contrainte de marche forcée. Fatigue musculaire transitoire sans lésion durable attendue. Actimétrie (cages avec capteurs): Stress modéré lié au changement de cage, à l’isolement partiel et à l’enregistrement prolongé (22 h), mais sans manipulation directe. Perturbation possible des rythmes circadiens ou du comportement d’exploration en raison de l’environnement artificiel. 2. Mesure de force musculaire in situ sur le tibial antérieur: Les souris peuvent présenter, de manière transitoire, une gêne ou une douleur légère à modérée liée aux procédures chirurgicales, mais cette douleur est prévenue et traitée par une anesthésie générale et une analgésie adaptée. Les injections intrapéritonéales nécessaires à l’induction de l’anesthésie générale peuvent provoquer un stress et une gêne transitoires (manipulation, douleur ponctuelle à l’injection). La contention de l’animal pour l’injection est brève, d’une durée maximale de 15 secondes, réalisée par du personnel formé, avec une prise en charge rapide par l’anesthésie, ce qui limite la durée de ces effets.
Devenir
Le sort prévu pour tous les animaux, consiste en leur mise à mort pour la collecte de tissus. La collecte terminale de muscles et d’organes est nécessaire pour corréler phénotype fonctionnel et analyses moléculaires/histologiques/ ultrastructurales. Les prélèvements sont réalisés après la mise à mort, ce qui évite toute douleur supplémentaire.
Remplacement
Dans ce projet, le Remplacement n’est pas possible car l’objectif est d’évaluer l’effet d’une réduction fonctionnelle protéique sur les phénotypes musculaires dans un modèle de myopathie centronucléaire, ce qui nécessite de reproduire la pathologie musculaire in vivo, avec toute sa complexité tissulaire, mécanique et systémique. Les modèles cellulaires (myotubes, lignées musculaires) ou organoides ne permettent pas de recréer la fonction intégrée du muscle squelettique, ni les interactions nerf-muscle, ni les réponses comportementales et locomotrices mesurées ici. De même, les approches in silico ou in vitro ne suffisent pas à tester les paramètres fonctionnels tels que les tests comportementaux, la force musculaire in situ ou les analyses histologiques et ultrastructurales, qui exigent un organisme vivant.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés a été déterminé de manière à respecter le principe de Réduction tout en garantissant une puissance statistique suffisante pour répondre aux objectifs scientifiques. Pour chaque groupe expérimental, un effectif de 10 animaux par sexe (soit 20 souris/groupe) a été retenu après calcul de puissance préalable, basé sur les données de variabilité observées dans les modèles murins de myopathies et de neuropathies, afin d’éviter tout suréchantillonnage. Ce nombre repose également sur notre expertise préalable dans la caractérisation de modèles murins de myopathies et de tests de force musculaire. La distribution des données sera évaluée (Shapiro–Wilk ou Kolmogorov–Smirnov), puis des analyses adaptées appliquées : ANOVA (ou Kruskal–Wallis si non normale), tests post hoc (Tukey/Dunn), et t/Mann–Whitney pour comparaisons ponctuelles. Le plan maximise l’information par animal (phénotypage fonctionnel complet, analyses histologiques/moléculaires), limitant le total à 80 animaux. Les procédures sans réveil et la standardisation rigoureuse réduisent les répétitions expérimentales. La cohérence des groupes (contrôle, mutation protéique, modèle pathologique, modèle combiné avec une amélioration du phénotype attendue) optimise les conclusions sans multiplier les conditions.
Raffinement
Les moyens de raffinement mis en œuvre dans ce projet visent à minimiser la douleur, le stress et l’inconfort des souris tout au long de l’expérimentation. Les animaux sont logés en groupe, dans des conditions de température, d’hygrométrie et d’éclairage contrôlées, avec litière et abris adaptés, et bénéficient d’un enrichissement environnemental (tunnels et matériel de nidification) pour favoriser le bien être et limiter les comportements stéréotypés. Une manipulation douce et progressive, ainsi qu’une phase d’habituation aux dispositifs de tests (grille retournée, tapis roulant, cage d’actimétrie), sont mises en place pour réduire l’anxiété liée aux manipulations et à la nouveauté. Les protocoles comportementaux sont courts et espacés, avec des temps de repos suffisants, afin d’éviter la fatigue et la surcharge musculaire. Pour la chirurgie in situ (mesure de force musculaire), des anesthésiques et analgésiques adaptés sont utilisés, et l’intervention est conduite sous anesthésie profonde dans le cadre d’une procédure sans réveil, ce qui évite toute douleur post opératoire. Une surveillance clinique régulière (poids, état général, locomotion, alimentation, hydratation) est assurée, avec des critères de mise à mort précoce clairement définis pour interrompre l’expérimentation en cas de souffrance manifeste. Les critères de points limites de Morton & Griffiths sont appliqués systématiquement, avec une mise à mort immédiate en cas de perte de poids >15% sur une semaine, de prostration prolongée ou de paralysie sévère, et en cas de mortalité postnatale importante. Enfin, les protocoles sont standardisés (heure de test, conditions environnementales, manipulateurs formés) et les méthodes non ou moins invasives (tests comportementaux, actimétrie) sont privilégiées, ce qui réduit la variabilité et limite le besoin de répéter les expériences sur de nouveaux animaux, tout en préservant la qualité scientifique des données.
Choix des espèces
L’espèce Mus musculus (souris) est retenue comme modèle de référence pour l’étude des myopathies et neuropathies périphériques, grâce à sa physiologie musculaire et neuromusculaire hautement conservée avec l’humain. Elle permet de reproduire fidèlement les phénotypes fonctionnels (faiblesse progressive, altérations locomotrices, atrophie), absents chez les invertébrés ou poissons zèbres. Les animaux sont utilisés du stade juvénile (8-9 semaines) à adulte jeune, correspondant à l’installation complète du phénotype pathologique sans progression excessive. À 8 semaines (équivalent ~20 ans humain), la faiblesse musculaire est pleinement exprimée, idéale pour les tests comportementaux (grille retournée, tapis roulant, actimétrie) et la force in situ sur tibial antérieur. Ce stade évite les biais néonataux (variabilité élevée) ou âgés (comorbidités), maximisant la pertinence scientifique et le respect des 3R.
Evaluation de l’efficacité thérapeutique d’un anti-Fn14 dans un modèle murin de myopathie
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
Le protocole s'arrête quand une souris atteint le score 2, soit une baisse d'activité des pattes arrière et une courbure du dos marquée, le score 3 correspondant à la paralysie du train arrière. 33 souris immunodéficientes vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Elles reçoivent des anticorps prélevés sur des malades atteints de myopathie nécrosante auto-immune, une injection par jour pendant dix-sept jours, quatre microprélèvements sanguins et trois tests de préhension, avant que leur muscle gastrocnémien soit prélevé. Le porteur affirme que l'atteinte musculaire n'a pas de répercussion visible en termes de souffrance, et attend de ce protocole qu'il ouvre la voie à de nouvelles thérapies ciblées et à des essais chez l'être humain.
Objectifs
L'objectif général de notre programme est de tester l'efficacité thérapeutique d’une molécule antagoniste d’une protéine appelée Fn14 (anti-Fn14) dans un modèle murin de myopathie nécrosante autoimmune (MNAI). Ce modèle est obtenu par le transfert d'anticorps de malades souffrant de MNAI. Nous utiliserons des souris immunodéficientes supplémentées avec du complément humain pour ne pas rejeter les composants humains que nous leur injectons, ce qui nous permet d’évaluer correctement le rôle curatif de la molécule anti-Fn14. Plus précisément, nous comparerons trois groupes de souris : 1) des souris non malades (transfert d’anticorps de sujet sain dès J0) ; 2) des souris malades (transfert d’anticorps de malade MNAI dès J0) ; 3) des souris malades et traitées avec l’anti-Fn14 à partir de J8. L’étude des animaux se fera par (i) une observation clinique (suivi du poids), (ii) une mesure de la force musculaire chez l’animal anesthésié et (iii) par une analyse sanguine et des tissus musculaires. L’objectif final est de voir si le médicament peut améliorer la force musculaire chez ces souris.
Bénéfices attendus
La mise en évidence d’un effet bénéfique de la molécule anti-Fn14 ouvrira la voie à l’étude de nouveaux mécanismes d’action des autoanticorps et au développement de nouvelles thérapies ciblées ainsi que d’essais cliniques chez l’Homme.
Procédures
Les animaux vigiles seront soumis à 4 microprélèvements de sang, d'une durée de moins de 5 secondes chacun. Les souris seront injectées quotidiennement en IP durant 17 jours soit 17 injections d'une durée de moins de 10 secondes chacune. 3 grip test seront réalisés pour chacune des souris, durée moins de 1 minute. Les muscles gastrocnémiens de tous les animaux seront prélevés sur les souris euthanasiées en fin de protocole.
Impact sur les animaux
L'injection d'anticorps de malades atteints de MNAI chez la souris entraine l'apparition d'une myopathie se traduisant par une diminution de la force musculaire. L’expérience acquise lors de précédents protocoles expérimentaux avec ce modèle animal a montré que l'atteinte musculaire n'avait pas de répercution visible chez l'animal en terme de souffrance ou de perte de poids. Lors des injections IP les souris pourront ressentir un peu de stress du à la contention et l'injection en elle même, mais qui sera de très courte durée. Pour les souris de l'étude qui développeront une myopathie consécutive à l'action pathogéne des anticorps testés une gêne dans la mobilité du train arrière pourra être observée.
Devenir
Le prélèvement du muscle gastrocnémien (postérieurement à la mesure de la force in situ) pour analyse histologique ne permettra pas de maintenir les animaux en vie.
Remplacement
Dans le domaine de l’immunologie, le modèle murin offre des outils uniques pour le suivi des réponses immunitaires. L'utilisation d'animaux dans cette étude est indispensable pour l'évaluation de la pathogénicité des anticorps de malades dans une perspective d’approche à visée thérapeutique. Il n’existe actuellement pas de modèles in vitro pour une telle étude combinée de la réponse humorale et de la physiologie du muscle. Ce projet ne peut donc être réalisé que chez l'animal.
Réduction
Le nombre de souris par groupe a été réduit à son minimum (n=11) grâce l'expérience acquise lors d'autres protocoles expérimentaux utilisant ce modèle murin de myopathie par transfert d'aAcs chez la souris. L'analyse rétrospective des résultats obtenus a permis par un calcul de puissance de déterminer exactement les effectifs nécessaires. Le nombre de souris utilisées est réduit au minimum en tenant compte également de la variabilité des mesures de la force musculaire, ainsi que de la variabilité des réponses notamment immunologiques obervées lors de ces protocoles. Les résultats obtenus seront analysés statistiquement par les test adaptés.
Raffinement
L'ensemble des expériences sera réalisé dans une animalerie agréée, où les conditions d’hébergement sont contrôlées quotidiennement : température (23°C), hygrométrie (50%), cycle jour/nuit (12/12), change et nourriture. Les souris seront élevées en communauté dans des cages avec enrichissements. L’ensemble des procédures sera réalisé sous anesthésie gazeuse. Une échelle de gravité des symptômes observés a été établie et permet de déterminer un point limite (score 2) dans l’ensemble des expériences. Cette échelle est définie de la façon suivante : Score 0 : condition physiologique (pas de signe clinique) ; Score 1 : faiblesse du train arrière, queue trainante ; Score 2 : diminution de l’activité locomotrice des pattes arrières, courbure du dos significative ; Score 3 : paralysie du train arrière. Une évaluation quotidienne de la douleur par deux personnes indépendantes sera également mise en place par une observation des changements des expressions faciales des animaux et l’apparition de signes comme le léchage et le grattage d’une zone douloureuse, l’automutilation, la déshydratation, l’agressivité, les yeux clos, les postures anormales (dos vouté…), l’activité réduite, la diminution du toilettage, la respiration anormale, ou encore la perte de poids (mesurée par pesée). Un traitement préventif quotidien de la douleur sera mis en place 24 heures avant la première injection d''anticorps pour les animaux de tous les lots. Lorsque le score 1 de l’échelle de gravité des symptômes sera atteint ou que le traitement préventif ne sera plus suffisant, un anti-douleur sera administré jusqu'à disparition de la douleur. Le protocole sera arrêté lorsque le score 2 ou le point limite qui a été défini seront atteints. De plus, lors de la mesure de la force musculaire in situ, un analgésique (buprénorphine) sera administré 30 minutes avant le début de l’intervention ; l’injection se fera en s.c. à une dose de 0,05 mg/kg.
Choix des espèces
Dans le domaine de l’immunologie, le modèle murin offre des outils uniques pour le suivi des réponses immunitaires. Le modèle de souris offre également la possibilité d’utiliser des modèles transgéniques largement éprouvés. Le nombre d’animaux utilisé dans chaque expérience tient compte de la variabilité naturelle des réponses immunitaires et de la nécessité d’utiliser un nombre suffisant d’animaux pour que les données générées soient exploitables sur le plan de l’analyse statistique. Il permet également de n'utiliser que de faibles quantités d'anticorps purifiés à partir de plasmaphérèses de malades qui sont difficiles à obtenir. Animaux âgés de 8 semaines, âge requis pour que le système immunitaire soit totalement mature.
Evaluation de l’efficacité, de l’innocuité et de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs en robotique chirurgicale – 2/2
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Troubles cardiaques
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Cochons : 120
Moutons : 120
Bovins : 40
300 cochons, moutons, bovins et chiens vont être utilisés dans la seconde moitié de ce projet de robotique chirurgicale, tous tués à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Ils sont mis à jeun de 6 à 16 heures selon l'espèce, cathétérisés, opérés sous anesthésie générale, certains recevant un implant dont la tenue sera évaluée par imagerie, nécropsie et histopathologie. Le porteur qualifie l'expérimentation sur "l'organisme entier" d'"incontournable" et rappelle qu'il s'agit d'une obligation réglementaire pour les dispositifs médicaux implantables. Le choix des espèces suit des critères anatomiques, les moutons pour leur croissance limitée à l'âge adulte, les bovins pour la taille de leurs organes, les chiens quand ils sont seuls à présenter l'auricule gauche avec ostium, la conduction cardiaque, la prostate bilobée ou la fovéa recherchées.
Objectifs
Les systèmes de robotique chirurgicale sont des dispositifs médicaux destinés à assister ou réaliser des gestes opératoires avec une très grande précision. Ils améliorent l’ergonomie du chirurgien, la stabilité des instruments, la reproductibilité des gestes et la sécurité du patient. Ces technologies reposent sur l’association de bras robotisés, de systèmes de visualisation de haute qualité, de logiciels de planification et de contrôle, ainsi que d’instruments intelligents. La chirurgie robot-assistée connaît un essor important dans de nombreuses spécialités, notamment l’urologie, la gynécologie, la chirurgie digestive, thoracique, orthopédique et la neurochirurgie. Ces plateformes permettent de réaliser des gestes complexes grâce à une meilleure dextérité, à la réduction des tremblements et à un accès facilité à des zones anatomiques difficiles. L’intégration d’outils numériques, tels que la navigation chirurgicale, l’imagerie per-opératoire et l’intelligence artificielle, contribue à optimiser les procédures et à améliorer les résultats cliniques. La robotique est également utilisée dans des actes très spécialisés, comme la chirurgie de précision, la chirurgie guidée par l’image et certaines procédures percutanées. Son caractère mini-invasif permet de réduire les pertes sanguines, la douleur post-opératoire, les risques infectieux et la durée d’hospitalisation, tout en favorisant une récupération plus rapide des patients. Le développement de nouvelles plateformes robotiques et d’instruments chirurgicaux nécessite une phase de recherche et développement rigoureuse. Les prototypes doivent être évalués dans des modèles précliniques animaux afin de reproduire au mieux les conditions anatomiques, fonctionnelles et cliniques des futures applications humaines. Ces études servent à valider la faisabilité technique, les performances mécaniques, la précision des gestes et la sécurité des dispositifs. Le projet poursuit deux objectifs : d’une part, optimiser et fiabiliser les prototypes jusqu’à obtenir des versions démontrant leur efficacité et leur innocuité ; d’autre part, engager ces versions dans un processus de validation réglementaire conforme aux normes applicables (ISO 10993, BPL OCDE, GLP FDA 21 CFR part 58). Ce projet de recherche se déroulera dans deux Etablissements Utilisateurs (EU 1/2 et 2/2).
Bénéfices attendus
L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité, de l’efficacité et de la sécurité des implants pour améliorer leur tolérance et éviter leur rejet et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation et le traumatisme tissulaire, corollaires de ces interventions et qui handicapent les patients, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients avec des durées d'hospitalisation et de convalescence réduites.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet. Dans ce projet, les actes d'imagerie pourront être réalisés dans les EU 1/2 et 2/2. La période d'acclimatation d'une durée de 7 jours se fera dans l'EU 2/2. Les actes chirurgicaux d'implantation de dispositif et/ou d'évaluation de technique chirurgicale assistés par la robotique avec ou sans réveil seront réalisés dans l'EU 1/2. Le suivi clinique et fonctionnel des animaux après les procédures chirurgicales ainsi que les administrations de soins pourront être réalisées dans les EU 1/2 et 2/2. Pour les études chroniques, les évaluations finales avec euthanasie pourront être réalisées dans l' EU 1/2.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim ,lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins/bovins, de 6 à 12 heures pour les chiens) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - En fonction des besoins et préalablement à la procédure d'évaluation du dispositif, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive, - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale avec prise en charge multimodale de l'analgésie per, et post-opératoire avec l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés y compris de traitements permettant une analgésie par voie locale, la protection et la surveillance des plaies, la surveillance du reveil d'anesthésie dans des espaces calmes et spécialement aménagés avec évaluation et scoring de la douleur réguliers, ou la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux avec surveillance des signes de douleur par des Techniciens spécialement formés supervisés par des Véterinaires).
Devenir
Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des scanners, IRM par exemple) et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs testés dans le projet.
Remplacement
La validation des dispositifs médicaux implantables et des méthodes techniques innovantes dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. Le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes afin de reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients est indispensable. Les différences interspécifiques de la nature tissulaire, de la forme, de la taille anatomique et aussi de la fonction requièrent l’emploi de plusieurs espèces différentes pour optimiser l’expérimentation et l’évaluation des dispositifs évalués dans ce projet. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur l'animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.
Réduction
Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Cette estimation répond à différents paramètres et en premier lieu aux besoins de la démarche expérimentale spécifique de mise au point et de raffinement des prototypes de dispositifs, puis de validation et d’évaluation des versions des dispositifs jugées efficaces et sécuritaires, mais aussi de l’expérience du laboratoire sur d’autres projets avec ce même type d’approche, elle répond enfin à un besoin de développement et d’évaluation de l’efficacité, de l’innocuité et de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs en robotique chirurgicale. Pour réduire le nombre d’animaux, des sélections par méthodes d’imagerie non invasives sont mises en place (IRM, Scanner, Echographie, RX …), permettant par exemple une reconstruction 3D des structures d’intérêt. Dans ce projet les canins seront utilisés plus rarement que les porcins, lorsqu’ils sont le seul modèle à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle la plus proche de l’Homme (entre autres exemples: auricule gauche avec ostium, conduction du tissu cardiaque, prostate bilobée, une fovéa centralis développée...). Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.
Raffinement
Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en oeuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateaux techniques opératoires et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Un suivi de la température est réalisé pendant toute la procédure d'implantation chirurgicale et des dispositifs de maintien de la normothermie tels que le système de couverture de réchauffement Bair Hugger© ou des tapis chauffants sont utilisés. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, des protocoles de prises en charge de la douleur sont systématiquement appliqués (AINS et/ou opioïdes). Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet. Les transports d'animaux réalisés entre les 2 EU (35 km) seront réalisés à l'aide de véhicules de types camionnettes fermées ayant reçu une autorisation AT1 délivrée par la DDPP, ventilés, climatisés et spécialement équipés pour le transport des animaux vivants (dispositifs d'abreuvement, tapis antidérapants ou cages de transport, suivi et enregistrement des températures lors des trajets, système de surveillance vidéo des animaux). Les personnels en charge sont formés et titulaires du certificat de convoyeur (CCTROV) et le transport est validé par un Vétérinaire. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour évaluer les dommages réellement subis par les animaux.
Choix des espèces
Les dispositifs doivent être testés sur des gros animaux avec une anatomie semblable à l’Homme avec les mêmes dimensions et processus de réparation tissulaire, de cicatrisation et compatibles avec l'utilisation d'équipements de chirurgie et d'imagerie standards utilisés chez l'Homme. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme appropriés. Pour chaque dispositif évalué, le modèle animal préalablement identifié comme le plus pertinent sera utilisé : - Les ovins pour la durabilité des dispositifs testés, son intérêt principal est sa croissance limitée une fois adulte. - Les porcins seront utilisés pour la robotique digestive ou oculaire par exemple. - Les bovins pour les intérêts anatomiques et fonctionnels liés à la taille de ses organes, au débit élevés des dispositifs cardiovasculaire potentiellement testés dans ce projet (robotique chirurgicale utilisée pour la chirurgie cardiovasculaire), - Les canins lorsqu’ils sont les seuls à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle recherchée (par exemple: auricule gauche avec ostium, conduction du tissu cardiaque, une prostate bilobée, une fovéa centralis développée...). Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme.
Evaluation de l’efficacité, de l’innocuité et de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs en robotique chirurgicale – 1/2
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Troubles cardiaques
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Cochons : 120
Moutons : 120
Bovins : 40
Valider des prototypes de robots chirurgicaux et des dispositifs implantables avant leur mise sur le marché : 300 cochons, moutons, bovins et chiens vont être utilisés dans la première moitié de ce projet, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Ils subissent des prélèvements sanguins hebdomadaires, la pose d'un cathéter, puis des interventions chirurgicales sous anesthésie générale pouvant durer plusieurs heures, avec parfois l'induction volontaire d'une lésion avant de tester le dispositif. Le porteur affirme que les animaux subiront exactement les mêmes nuisances qu'"un futur patient humain", tout en prévoyant une douleur postopératoire de plusieurs jours selon l'invasivité de la technique. L'effectif de 300 animaux repose sur l'expérience du laboratoire et sur les besoins de mise au point des prototypes, le RNT précisant qu'"aucune approche statistique n'a été réalisée".
Objectifs
Les systèmes de robotique chirurgicale sont des dispositifs médicaux destinés à assister ou réaliser des gestes opératoires avec une très grande précision. Ils améliorent l’ergonomie du chirurgien, la stabilité des instruments, la reproductibilité des gestes et la sécurité du patient. Ces technologies reposent sur l’association de bras robotisés, de systèmes de visualisation de haute qualité, de logiciels de planification et de contrôle, ainsi que d’instruments intelligents. La chirurgie robot-assistée connaît un essor important dans de nombreuses spécialités, notamment l’urologie, la gynécologie, la chirurgie digestive, thoracique, orthopédique et la neurochirurgie. Ces plateformes permettent de réaliser des gestes complexes grâce à une meilleure dextérité, à la réduction des tremblements et à un accès facilité à des zones anatomiques difficiles. L’intégration d’outils numériques, tels que la navigation chirurgicale, l’imagerie per-opératoire et l’intelligence artificielle, contribue à optimiser les procédures et à améliorer les résultats cliniques. La robotique est également utilisée dans des actes très spécialisés, comme la chirurgie de précision, la chirurgie guidée par l’image et certaines procédures percutanées. Son caractère mini-invasif permet de réduire les pertes sanguines, la douleur post-opératoire, les risques infectieux et la durée d’hospitalisation, tout en favorisant une récupération plus rapide des patients. Le développement de nouvelles plateformes robotiques et d’instruments chirurgicaux nécessite une phase de recherche et développement rigoureuse. Les prototypes doivent être évalués dans des modèles précliniques animaux afin de reproduire au mieux les conditions anatomiques, fonctionnelles et cliniques des futures applications humaines. Ces études servent à valider la faisabilité technique, les performances mécaniques, la précision des gestes et la sécurité des dispositifs. Le projet poursuit deux objectifs : d’une part, optimiser et fiabiliser les prototypes jusqu’à obtenir des versions démontrant leur efficacité et leur innocuité ; d’autre part, engager ces versions dans un processus de validation réglementaire conforme aux normes applicables (ISO 10993, BPL OCDE, GLP FDA 21 CFR part 58). Ce projet de recherche se déroulera dans deux Etablissements Utilisateurs (EU 1/2 et 2/2).
Bénéfices attendus
L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité, de l’efficacité et de la sécurité des implants pour améliorer leur tolérance et éviter leur rejet et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation et le traumatisme tissulaire, corollaires de ces interventions et qui handicapent les patients, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients avec des durées d'hospitalisation et de convalescence réduites.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet. Dans ce projet, les actes d'imagerie pourront être réalisés dans les EU 1/2 et 2/2. La période d'acclimatation d'une durée de 7 jours se fera dans l'EU 2/2. Les actes chirurgicaux d'implantation de dispositif et/ou d'évaluation de technique chirurgicale assistés par la robotique avec ou sans réveil seront réalisés dans l'EU 1/2. Le suivi clinique et fonctionnel des animaux après les procédures chirurgicales ainsi que les administrations de soins pourront être réalisées dans les EU 1/2 et 2/2. Pour les études chroniques, les évaluations finales avec euthanasie pourront être réalisées dans l' EU 1/2.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim ,lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins/bovins, de 6 à 12 heures pour les chiens) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - En fonction des besoins et préalablement à la procédure d'évaluation du dispositif, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive, - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale avec prise en charge multimodale de l'analgésie per, et post-opératoire avec l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés y compris de traitements permettant une analgésie par voie locale, la protection et la surveillance des plaies, la surveillance du reveil d'anesthésie dans des espaces calmes et spécialement aménagés avec évaluation et scoring de la douleur réguliers, ou la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux avec surveillance des signes de douleur par des Techniciens spécialement formés supervisés par des Véterinaires).
Devenir
Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des scanners, IRM par exemple) et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs testés dans le projet.
Remplacement
La validation des dispositifs médicaux implantables et des méthodes techniques innovantes dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. Le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes afin de reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients est indispensable. Les différences interspécifiques de la nature tissulaire, de la forme, de la taille anatomique et aussi de la fonction requièrent l’emploi de plusieurs espèces différentes pour optimiser l’expérimentation et l’évaluation des dispositifs évalués dans ce projet. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur l'animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.
Réduction
Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Cette estimation répond à différents paramètres et en premier lieu aux besoins de la démarche expérimentale spécifique de mise au point et de raffinement des prototypes de dispositifs, puis de validation et d’évaluation des versions des dispositifs jugées efficaces et sécuritaires, mais aussi de l’expérience du laboratoire sur d’autres projets avec ce même type d’approche, elle répond enfin à un besoin de développement et d’évaluation de l’efficacité, de l’innocuité et de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs en robotique chirurgicale. Pour réduire le nombre d’animaux, des sélections par méthodes d’imagerie non invasives sont mises en place (IRM, Scanner, Echographie, RX …), permettant par exemple une reconstruction 3D des structures d’intérêt. Dans ce projet les canins seront utilisés plus rarement que les porcins, lorsqu’ils sont le seul modèle à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle la plus proche de l’Homme (entre autres exemples: auricule gauche avec ostium, conduction du tissu cardiaque, prostate bilobée, une fovéa centralis développée...). Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.
Raffinement
Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en oeuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateaux techniques opératoires et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Un suivi de la température est réalisé pendant toute la procédure d'implantation chirurgicale et des dispositifs de maintien de la normothermie tels que le système de couverture de réchauffement Bair Hugger© ou des tapis chauffants sont utilisés. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, des protocoles de prises en charge de la douleur sont systématiquement appliqués (AINS et/ou opioïdes). Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet. Les transports d'animaux réalisés entre les 2 EU (35 km) seront réalisés à l'aide de véhicules de types camionnettes fermées ayant reçu une autorisation AT1 délivrée par la DDPP, ventilés, climatisés et spécialement équipés pour le transport des animaux vivants (dispositifs d'abreuvement, tapis antidérapants ou cages de transport, suivi et enregistrement des températures lors des trajets, système de surveillance vidéo des animaux). Les personnels en charge sont formés et titulaires du certificat de convoyeur (CCTROV) et le transport est validé par un Vétérinaire. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour évaluer les dommages réellement subis par les animaux.
Choix des espèces
Les dispositifs doivent être testés sur des gros animaux avec une anatomie semblable à l’Homme avec les mêmes dimensions et processus de réparation tissulaire, de cicatrisation et compatibles avec l'utilisation d'équipements de chirurgie et d'imagerie standards utilisés chez l'Homme. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme appropriés. Pour chaque dispositif évalué, le modèle animal préalablement identifié comme le plus pertinent sera utilisé : - Les ovins pour la durabilité des dispositifs testés, son intérêt principal est sa croissance limitée une fois adulte. - Les porcins seront utilisés pour la robotique digestive ou oculaire par exemple. - Les bovins pour les intérêts anatomiques et fonctionnels liés à la taille de ses organes, au débit élevés des dispositifs cardiovasculaire potentiellement testés dans ce projet (robotique chirurgicale utilisée pour la chirurgie cardiovasculaire), - Les canins lorsqu’ils sont les seuls à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle recherchée (par exemple: auricule gauche avec ostium, conduction du tissu cardiaque, une prostate bilobée, une fovéa centralis développée...). Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme.
Gestion de la production d’animaux génétiquement modifiés pour l’étude des myopathies associées aux mutations STAC3
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
Nées avec une hypotonie, atteintes d'une faiblesse musculaire qui s'aggrave, exposées à un risque de mort peu après la naissance, les souris porteuses de deux copies altérées du gène STAC3 font partie des 840 souris de ce projet d'élevage, classé au niveau de souffrance sévère. Les interventions se limitent à la reproduction, huit couples par an et par lignée, six portées au maximum par femelle avant qu'elle ne soit tuée par dislocation cervicale ou réaffectée à un projet de phénotypage. Les souris entièrement privées de la protéine peuvent devenir paralysées et présenter des difficultés respiratoires, et un stress suffit à déclencher chez les mutantes une réaction dangereuse à la chaleur. Le tri des excédents intervient à trois semaines, dès le génotype connu, les animaux jugés inutiles étant tués et les autres transférés vers une autre autorisation où le phénotypage invasif est prévu.
Objectifs
Ce projet a pour objet le maintien, la reproduction contrôlée et la surveillance des lignées murines génétiquement modifiées, dont certains génotypes peuvent développer un phénotype musculaire sévère incluant une faiblesse marquée, une altération du couplage excitation-contraction et une atteinte histologique du muscle squelettique. La surveillance et la gestion de ces animaux à phénotype dommageable relèvent du cadre réglementaire de l’expérimentation animale. Ce projet garanti la disponibilité d’animaux reproducteurs porteurs des allèles d’intérêt pour les projets de recherche et de phénotypage rattachés à d’autres DAP.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet de maintien de lignée sont multiples. Il permet tout d’abord de préserver des modèles murins uniques dont la génération a été longue et complexe, évitant ainsi de devoir les régénérer et de réduire le nombre total d’animaux utilisés. Ce maintien garantit également une disponibilité continue de reproducteurs et de descendants pour les projets de phénotypage et de recherche thérapeutique, ce qui assure la continuité et la planification des études sur les myopathies associées à ce gène. En optimisant les schémas de croisement et en limitant la production d’animaux excédentaires, le projet contribue à réduire le nombre d’animaux nécessaires tout en améliorant la qualité et la reproductibilité des données obtenues. Enfin, ces modèles sont essentiels pour comprendre les mécanismes moléculaires des maladies rares et développer des stratégies thérapeutiques innovantes, tout en permettant le partage avec la communauté scientifique et en évitant la duplication de la génération de modèles.
Procédures
Les souris de cette lignée ne subissent que des interventions liées à la reproduction : mise en cohabitation contrôlée (à partir de 7 semaines d’âge, environ 8 couples maximum par an et par lignée, maximum 6 mois par femelle) et surveillance quotidienne rapide des portées (moins de 5 minutes par cage). Absence d’interventions invasives. Aucune opération chirurgicale, aucun prélèvement ni manipulation invasive n’est pratiqué. Les animaux utilisés pour la reproduction sont ensuite réaffectés à une autre autorisation d’expérimentation distincte. Les signes de la maladie (faiblesse musculaire sévère, difficultés respiratoires, posture anormale) apparaissent spontanément chez les souriceaux porteurs de deux copies altérées du gène de la souche de souris génétiquement modifiée modélisant la myopathie humaine dès la phase néonatale, juste après la naissance. Cela survient aussi chez les souris complètement absentes de la protéine ciblée.
Impact sur les animaux
1. Souris porteuses de la mutation responsable de la maladie humaine: Ces souris reproduisent les symptômes observés chez les patients atteints de la myopathie : elles naissent avec une hypotonie, développent une faiblesse musculaire qui s'aggrave progressivement, et peuvent présenter un retard de croissance avec perte de poids. On observe également des signes de mal-être général comme une prostration, des tremblements et une diminution des mouvements. Sous l'effet d'un stress, ces souris peuvent développer une réaction dangereuse à la chaleur. Un risque de décès peu après la naissance est possible. 2. Souris totalement privées de la protéine étudiée: Chez ces souris, l'absence complète de la protéine empêche le muscle de recevoir correctement l'ordre de se contracter envoyé par les nerfs. Cela peut provoquer une paralysie et, dans le cas où cette absence est déclenchée de façon ciblée et contrôlée après la naissance, des difficultés respiratoires peuvent apparaître.
Devenir
1) Reproducteurs hétérozygotes (asymptomatiques) : Maintenus jusqu'à infertilité/âge max (6 mois, 6 portées) puis mis à mort (dislocation cervicale) ou réaffectés à des DAP de phénotypage si aptes. 2) Excédents des contrôles et des mutants (souris porteuses de deux copies altérées du gène): Réaffectés à des DAP de phénotypage (DAP distincte: 60188) ou mis à mort immédiatement si non utilisés.
Remplacement
Aucune alternative non animale disponible ne permet de reproduire fidèlement le phénotype de cette myopathie. Les modèles cellulaires ou in silico ne recréent ni l’architecture musculaire complexe ni la réponse systémique observée chez l’animal vivant. Le recours au modèle murin est donc indispensable pour étudier la physiopathologie et développer des thérapies géniques. Ce projet s’inscrit dans un domaine où le remplacement n’est pas encore réalisable.
Réduction
Le nombre d’animaux est minimisé par l’optimisation des schémas de croisement, qui repose sur des calculs génétiques permettant de limiter la production d’animaux excédentaires, ainsi que par le maintien d’un nombre de reproducteurs suffisant mais restreint (12 reproducteurs par lignée). Les animaux non reproducteurs sont, lorsque cela est possible, utilisés comme contrôles dans d’autres projets, et ceux qui ne sont pas nécessaires (sexes ou génotypes sans intérêt) sont mis à mort rapidement selon les méthodes préconisées.
Raffinement
Une surveillance quotidienne est assurée dès la naissance pour les portées et tout au long de la vie des reproducteurs. Le nombre de portées est limité à 6 portées maximum par femelle pour éviter l’épuisement, avec un tri précoce des excédents à 3 semaines regroupant les animaux par cohorte de même portée. Les manipulations sont minimales et non invasives, avec des points limites précoces. Le personnel formé reconnaît les signes de douleur ou de stress, et le phénotypage invasif est exclu de cette DAP (procédures couvertes par DAP distincte).
Choix des espèces
La souris est l’espèce de référence pour l’étude des myopathies congénitales et du couplage excitation-contraction en raison de la conservation fonctionnelle des gènes et protéines impliquées entre l’homme et la souris. Les modèles murins reproduisent fidèlement les défauts musculaires, la faiblesse, l’hypotonie et la susceptibilité à l’hyperthermie maligne observées chez les patients, contrairement aux modèles non mammifères ou systèmes cellulaires. La souris offre une génétique bien caractérisée et un phénotypage fonctionnel (force in vivo/in situ, locomotion) compatible avec les objectifs. Les animaux sont utilisés jusqu’au stade adulte reproducteur (6 mois maximum). Au sevrage (4 semaines), les animaux contrôles et mutants (souris porteuses de deux copies altérées du gène) sont réaffectés à des projets de phénotypage ou mis à mort si excédentaires (dès connaissance du génotype) ; les souris porteuses d'une seule copie altérée du gène sont mis en accouplement dès 7 semaines pour optimiser la production d’allèles d’intérêt, ou mis à mort si excédentaires.
Etude de l’innocuité de médicaments candidats pour le traitement d’une myopathie congénitale rare
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
Pesées chaque jour ou chaque semaine pendant trois à quatre semaines, traitées six jours sur sept dans l'eau de boisson ou directement dans la bouche, soumises à un ou deux prélèvements de sang sous anesthésie, 168 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 96 d'entre elles et modéré pour 72. Les souris porteuses de la mutation reproduisent une myopathie congénitale qui réduit leur masse et leur force musculaires, et le médicament testé peut leur provoquer une douleur musculaire légère à modérée. L'étude porte sur l'innocuité du produit, avec huit animaux par groupe et le raisonnement qu'aucune atteinte sur huit animaux vaut absence d'effet indésirable dans ce contexte génétique. 48 souris seront gardées comme reproductrices, les autres tuées pour les analyses qui doivent valider la sécurité du médicament.
Objectifs
La myopathie que nous étudions est une maladie très rare qui affecte les enfants dès leur naissance et qui se caractérise par une réduction de la masse et de la force musculaire. Les enfants atteints nécessitent souvent une alimentation par sonde au cours des premiers mois puis présentent de gros retards à l’acquisition de la marche puis une intolérance à l’effort les empêchant de courir. Cette maladie est actuellement orpheline de tout traitement. Grâce à notre expertise sur un modèle de souris que nous avons développé pour cette myopathie, nous avons pu identifier des mécanismes mis en jeu et identifié un défaut de fonctionnement spécifique des cellules musculaires. A l’aide d’études in vitro sur des levures et des cellules musculaires en culture, nous avons pu sélectionner des médicaments candidats pour le traitement de cette myopathie. Cette étude vise à valider l’absence de toxicité de la famille la plus prometteuse dans ce contexte génétique précis.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de vérifier la sécurité d’une famille de médicaments pour une myopathie congénitale rare, orpheline de tout traitement, chez des souris modèles de cette myopathie. Si cette bonne tolérance est confirmée, ces résultats ouvriront la voie à l’étude de l’efficacité de ces traitements sur la fonction musculaire de ces souris. En cas de résultats positifs, ce traitement pourrait constituer une avancée majeure dans la prise en charge des nourrissons et des enfants atteints de cette myopathie, avec un médicament très peu cher et utilisable à domicile par voie orale.
Procédures
Les animaux seront pesés tous les jours ou toutes les semaines selon les stades, pendant 3 à 4 semaines (30s par pesée). Ils subiront un ou deux prélèvements de sang sous analgésie et anesthésie (30 min au total par prélèvement, moins d’1 min pour le prélèvement en tant que tel). Certains animaux recevront le traitement dans l’eau de boisson pendant 4 semaines et d’autres le recevront directement dans la bouche pendant 3 semaines (6j/semaine, moins de 5 min par prise).
Impact sur les animaux
Les souris connaitront des stress légers dus aux pesées et une douleur et un stress légers liés au marquage à l’oreille et aux prélèvements de sang. Les animaux qui recevront le traitement directement dans la bouche subiront un stress léger lors de cette manipulation. En cas d’effet indésirable du traitement, les animaux pourraient connaitre une douleur musculaire légère à modérée.
Devenir
Une partie des animaux pourra être utilisée comme reproducteurs. Les autres animaux seront mis à mort pour la réalisation de multiples analyses qui permettront de valider la sécurité du médicament testé.
Remplacement
Nous avons réalisé une recherche de candidats médicaments sur des cellules modèles pour cette myopathie et obtenu des résultats prometteurs. Il nous faut maintenant valider la sécurité de cette famille pharmacologique chez des souris mutantes car les effets indésirables que nous voulons exclure ne se manifestent qu’à l’échelle de l’animal après plusieurs semaines de traitement. Ces études in vitro et in vivo seront donc complémentaires pour valider l’intérêt de ce traitement.
Réduction
Cette étude vise à vérifier l’absence d’effet indésirable d’un candidat médicament dans le contexte génétique de la myopathie que nous étudions. A ce titre, si un animal sur 8 ou plus subit une atteinte musculaire, le traitement ne devra pas être utilisé, à cette dose, dans ce contexte génétique. A l’inverse, si aucun événement grave ne survient sur 8 animaux, c’est qu’il n’existe pas d’effet indésirable de cette famille pharmacologique dans cette maladie et qu’un test d’efficacité pourra être testé. Nous traiterons donc avec le candidat médicament 8 animaux mutants en les comparant à 8 animaux sains également traités, ainsi qu’à 8 animaux sains et 8 mutants non traités, pour disposer de tous les contrôles nécessaires pour interpréter les résultats obtenus. Chaque groupe comprendra 4 mâles et 4 femelles pour ne pas passer à côté d’une interaction avec le sexe des animaux. L’effectif sera donc de 8 x 4 groupes, soit 32 animaux. En cas de problème musculaire à la dose testée, une demi-dose sera testée dans les mêmes conditions (8 x 4 groupes, soit 32 animaux). Nous testerons ensuite le médicament chez des souriceaux, avec les mêmes effectifs de 8 x 4 animaux. Afin d’obtenir les 16 animaux mutants et 16 animaux sains nécessaires ici, nous réaliserons des croisements qui feront naitre environ 32 animaux supplémentaires (porteurs sains de la mutation), soit 64 souriceaux au total. Les distributions n’étant jamais exactes, il est possible que nous ayons besoin de faire naître jusqu’à 80 souriceaux pour constituer ces groupes. Enfin, nous poursuivrons l’étude des anomalies musculaires liées à cette maladie sur un maximum de 12 mâles et 12 femelles mutants et leurs frères et sœurs sains correspondants, uniquement sur des prélèvements post-mortem. Ce projet utilisera donc au maximum un total de 168 animaux.
Raffinement
Le risque associé au médicament testé correspond à une atteinte musculaire donc nous assurerons une surveillance rapprochée des animaux pour détecter au plus vite l’apparition d’une douleur à la marche. Le cas échéant, une injection d’analgésique permettra de soulager l’animal. En cas de persistance de la douleur, l’animal concerné sera rapidement mis à mort et les prélèvements réalisés seront utilisés dans les conclusions du projet. Les adultes recevront la molécule dans l’eau de boisson, aussi nous surveillerons très attentivement au cours de la première semaine que les animaux s’hydratent bien, sans quoi nous leur proposerons de l’eau gélifiée le temps de la transition. Pour les souriceaux, la molécule sera administrée une fois par jour, si possible par prise spontanée d’un mélange à base de lait concentré sucré. Un gavage ne sera réalisé qu’en cas d’échec de la prise spontanée. Dès l’obtention de l’identité des souriceaux, seuls les souriceaux mutants et sains continueront à être traités (nous cesserons de traiter les porteurs sains de la mutation). Cette approche épargnera un traitement inutile plus longtemps à ces animaux. Par ailleurs, l’ensemble des animaux sera manipulé avec douceur pour leur bien-être et éviter toute lésion musculaire. Les prélèvements de sang seront réalisés avec une analgésie et une anesthésie de la manière la moins invasive possible pour préserver là encore les muscles de toute lésion et assurer le bien-être des animaux.
Choix des espèces
Les souris mutantes et leurs frères et sœurs de portée seront utilisés ici car elles représentent un très bon modèle de la myopathie que nous étudions, dont la reproduction rapide, la petite taille et la durée de vie courte sont compatibles avec des études robustes. Les données issues de cette étude seront donc très pertinentes pour les médecins soignant les enfants atteints de cette maladie. Nous utiliserons de jeunes souris, autour de 2 mois, afin de pouvoir tester la sécurité du traitement à un stade mature du muscle et dans des conditions facilitées d’administration dans l’eau de boisson. En cas de succès, nous vérifierons la sécurité du traitement au cours du développement musculaire chez des souriceaux . Ces études seront complémentaires pour orienter ensuite vers la meilleure phase de traitement pour cette myopathie. Enfin, nous étudierons des adultes entre 2 et 8 mois, en phase de maturité musculaire et avant l’entrée dans le vieillissement.
Injection de virus adéno-associés dans des modèles murins de maladies neuromusculaires
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
Injectés dans une veine du visage sous cryo-anesthésie au premier jour de vie, dans la queue, dans un muscle de la patte, dans un ventricule cérébral ou dans le canal rachidien selon le groupe, des vecteurs viraux sont administrés une fois à chaque animal. 10 000 souris sont utilisées ainsi, dont 3 000 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour évaluer des thérapies géniques contre des maladies neuromusculaires. Le porteur décrit des lignées dystrophiques qui "conservent une très bonne santé générale et une espérance de vie normale", avec une dégénérescence musculaire progressive mais lente. Les souriceaux dont le génotype ou le sexe ne convient pas sont tués après génotypage, les autres suivis jusqu'à six mois puis tués après une chirurgie terminale de mesure de la force musculaire.
Objectifs
Nous développons de nouvelles approches thérapeutiques pour des maladies neuromusculaires, c’est-à-dire des pathologies qui affectent le fonctionnement des muscles et peuvent également impliquer les nerfs qui les contrôlent. Ces maladies entraînent une faiblesse musculaire progressive, pouvant altérer la mobilité, la posture et, dans certains cas, certaines fonctions vitales. Ces atteintes sont généralement liées à des anomalies au sein des cellules musculaires, notamment au niveau de structures essentielles à leur stabilité et à leur bon fonctionnement. Lorsque ces structures sont altérées, les fibres musculaires deviennent plus fragiles et se dégradent progressivement, conduisant à une perte de masse et de force musculaire. Certaines de ces maladies peuvent également toucher d’autres organes, ce qui en fait des pathologies complexes et hétérogènes. À ce jour, les options thérapeutiques disponibles restent limitées et ne permettent pas de traiter efficacement la cause de ces maladies. Il est donc nécessaire de développer de nouvelles stratégies capables d’agir directement sur les mécanismes responsables des atteintes musculaires. Dans ce contexte, nous évaluons des approches innovantes visant à restaurer ou améliorer le fonctionnement des cellules musculaires. Ces stratégies sont d’abord étudiées sur des cellules humaines issues de patients, puis dans des modèles animaux, afin d’analyser leur efficacité et leur tolérance dans un environnement biologique plus complexe. Ces étapes sont indispensables pour mieux comprendre les effets du traitement et pour envisager, à terme, une application chez l’humain.
Bénéfices attendus
Les travaux proposés ont pour objectif d’évaluer et d’optimiser différentes approches thérapeutiques innovantes pour des maladies neuromusculaires d’origine génétique. Ces études reposent sur l’utilisation de modèles animaux présentant des altérations comparables à celles observées chez les patients, permettant d’étudier ces maladies dans un contexte biologique global et pertinent. À court terme, ce projet vise à analyser l’efficacité, la tolérance et la distribution dans l’organisme des approches développées. Il permettra notamment d’identifier les conditions d’administration les plus adaptées, telles que la dose ou la voie d’administration, afin d’obtenir une action efficace au niveau des muscles. Les effets du traitement seront évalués à l’aide de différents paramètres complémentaires, incluant la fonction musculaire, l’analyse des tissus et l’étude de marqueurs biologiques, afin de déterminer une éventuelle amélioration de l’état musculaire. Les bénéfices scientifiques immédiats résident dans l’acquisition de données essentielles sur l’efficacité et la sécurité de ces approches, constituant une étape indispensable avant toute application chez l’humain. À plus long terme, ces travaux contribueront à améliorer la compréhension des mécanismes impliqués dans ces maladies et à orienter le développement de stratégies thérapeutiques plus performantes et mieux adaptées. Ainsi, ce programme présente un intérêt scientifique important en permettant de faire progresser de nouvelles approches thérapeutiques, avec des retombées potentielles significatives sur le plan médical et sociétal, notamment pour des maladies actuellement sans traitement curatif efficace.
Procédures
Administrations de vecteurs rAAV : Chaque animal recevra une seule administration de vecteur ou de solution contrôle, par l’une des voies suivantes selon le groupe expérimental et l’âge : injection intraveineuse (veine faciale chez le nouveau-né P0–P1 ou veine caudale chez l’adulte), injection intramusculaire (muscle tibial antérieur), injection intracérébroventriculaire, ou intrathécale. La durée de chaque injection est comprise entre 2 et 10 minutes. Les injections chez l’adulte sont réalisées avec ou sans anesthésie selon la voie, et les injections néonatales sont effectuées sous cryo-anesthésie. Biopsie auriculaire pour le génotypage : Une biopsie auriculaire unique est réalisée chez les animaux issus de l’élevage afin de permettre leur génotypage. Cette procédure, réalisée sur animal vigile sous contention douce, dure moins de 2 minutes par animal. Tests fonctionnels comportementaux et moteurs : Les animaux subiront une session unique de tests fonctionnels comprenant le rotarod, le test de suspension sur fil (hang wire) et le test de force de préhension (grip strength). La durée totale de cette session est d’environ 30 à 45 minutes par animal, incluant les périodes de repos entre essais. Ces tests sont réalisés sur animaux vigiles. Chirurgie terminale pour l’évaluation de la fonction musculaire : En fin de protocole, les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale terminale sous anesthésie générale (kétamine/xylazine), visant à la mesure ex vivo de la force isométrique du muscle tibial antérieur. Cette procédure dure environ 30 à 60 minutes par animal. Les animaux sont ensuite euthanasiés sans réveil, conformément à la réglementation. Les animaux sont maintenus en expérimentation pour une durée maximale de 6 mois après injection, tandis que les animaux reproducteurs sont conservés jusqu’à 12 mois.
Impact sur les animaux
A) Nuisances liées au phénotype Modèles hDMDmdx, hDMDmdxDel44 et hDMDmdxDelCH2 Ces lignées expriment soit la version sauvage (hDMD), soit des versions mutées du gène DMD humain (hDMDmdxDel44 et hDMDmdxDelCH2). Elles présentent un phénotype musculaire comparable à celui observé dans d’autres modèles de dystrophie de Duchenne, mais d’intensité légère à modérée. Ces animaux conservent une très bonne santé générale et une espérance de vie normale. La surexpression de la dystrophine humaine ne provoque pas de pathologie connue. Une dégénérescence musculaire progressive mais lente peut apparaître à partir de l’âge de 3 à 12 semaines, sans impact significatif sur la locomotion ni sur la survie. Modèles FVB, HSAlr et DMSXL Ces lignées expriment soit la version sauvage (FVB), soit des versions mutées du gène DMPK (HSAlr et DMSXL). Elles présentent un phénotype musculaire comparable à celui observé dans d’autres modèles de DM1, mais d’intensité légère à modérée. Pour la HSAlr, le gène muté n’étant exprimé que dans les cellules musculaires, ces souris ne développent qu’un phénotype musculaire, principalement des myotonies de certains muscles mais qui n’affectent pas leurs espérances ou leurs qualités de vie. Pour les DMSXL, ces souris ont principalement un très léger phénotype neuronale qui également ne changent pas leur durée de vie ou leur bien-être. Effets liés aux injections d’AAV (U7-ACCA, U7-del44, U7-delCH2, U7-DM1) Les vecteurs AAV9 ont été utilisé plusieurs fois dans des essais cliniques aux doses proposées dans ce projet. Ils ne sont pas attendus comme toxiques même à long terme sur la base des données générées au préalable (études menées en utilisant 1.e15vg total dans des souris P0-P1 jusqu’a 18 mois). . Chez certaines lignées (notamment hDMDmdxDel44 et hDMDmdxDelCH2), une dégénérescence musculaire très lente et modérée peut être observée, sans impact significatif sur la survie. Aucun effet systémique majeur n’est anticipé. Ces vecteurs ont par le passé était injecté pour générer des données préliminaires et aucun effets négatifs n'a été observé. Toutefois, une vigilance particulière sera maintenue durant la confirmation des données préliminaires préalablement obtenues surtout sur les études à long terme.
Devenir
Les souriceaux issus des portées seront génotypés par biopsie caudale afin d’identifier les animaux présentant le génotype et le sexe d’intérêt pour les études expérimentales. Les animaux ne correspondant pas aux critères requis (génotype ou sexe non adaptés aux objectifs du projet) seront euthanasiés après génotypage. Les animaux sélectionnés seront inclus dans les études expérimentales et suivis jusqu’à 6 mois, selon les différents protocoles d’administration et de suivi prévus dans le projet. À l’issue des expérimentations, l’ensemble des animaux inclus sera euthanasié afin de permettre la réalisation des analyses post-mortem (analyses histologiques, moléculaires et biochimiques).
Remplacement
Les approches in vitro ont été considérées et utilisées autant que possible dans les phases préliminaires du projet, notamment pour la conception et la validation des constructions génétiques (vecteurs AAV, U7snRNA, etc.). Cependant, ces modèles cellulaires ne permettent pas de reproduire la complexité des tissus vivants, ni d’évaluer la distribution, la persistance ou la tolérance des vecteurs in vivo. En particulier, l’efficacité du transfert de gène observée dans une lignée cellulaire in vitro ne reflète pas la biodistribution ni la régulation tissulaire du vecteur dans un organisme entier. De plus, les mécanismes d’expression du transgène, la réponse immunitaire, et les effets sur la fonction musculaire (force, régénération, structure histologique) ne peuvent être étudiés qu’au sein d’un organisme complet. Les modèles murins utilisés reproduisent de manière fidèle les caractéristiques physiopathologiques des maladies neuromusculaires humaines, tout en restant compatibles avec des analyses longitudinales et non létales. Ils constituent actuellement l’unique moyen expérimental pertinent pour démontrer la faisabilité et l’efficacité des approches de thérapie génique évaluées. Ainsi, le recours à l’animal est nécessaire et justifié pour atteindre les objectifs du projet, car aucune alternative in vitro ou in silico ne permet de reproduire la complexité des interactions tissulaires et fonctionnelles impliquées dans les pathologies musculaires humaines.
Réduction
Le nombre d’animaux a été estimé à partir des données de la littérature et de nos expériences antérieures avec des modèles similaires de dystrophie musculaire. Les effectifs ont été calculés afin d’obtenir une puissance statistique suffisante pour démontrer les différences significatives entre groupes expérimentaux, tout en limitant strictement le nombre d’animaux utilisés. Chaque expérience est conçue pour maximiser les informations obtenues par animal : • Recueil simultané de plusieurs types de données (force musculaire, histologie, biologie moléculaire, imagerie, analyses biochimiques) sur les mêmes individus. • Utilisation de groupes témoins communs lorsque cela est possible (par exemple, les groupes injectés avec PBS peuvent servir de contrôle pour plusieurs constructions). • Regroupement des temps d’analyse pour limiter le nombre total de prélèvements et de dissections. • Réutilisation des échantillons tissulaires pour plusieurs analyses complémentaires (ex. qPCR, Western blot, immunofluorescence, histologie). Les calculs d’effectifs sont régulièrement réévalués au fur et à mesure des résultats intermédiaires afin d’ajuster les expériences futures. Si les données préliminaires permettent de démontrer une efficacité claire, certains groupes ou doses pourront être supprimés. Ainsi, tout est mis en œuvre pour minimiser le nombre d’animaux utilisés tout en garantissant la validité scientifique du projet.
Raffinement
Toutes les interventions sur animaux se feront sous anesthésie générale et locale renforcée si nécessaire par des compléments analgésiques appropriés, pour réduire la contrainte imposée aux animaux. L’ensemble de ces points est décrit dans le paragraphe 4.2.1. Le bien-être animal passera également par : 1) de bonnes conditions d'hébergement selon la réglementation en vigueur (animaux hébergés à plusieurs par cage, dans la limite réglementaire ; accès à la nourriture et à l’eau ad libitum) avec un enrichissement du milieu (mise à disposition d’éléments d'enrichissement comme des carrés de coton, des tunnels en carton, des sizzle dry (papier) et des morceaux de bois) 2) un suivi régulier des animaux (observations quotidiennes, pesées régulières, analyse du comportement) 3) l'instauration de points limites pertinents et la mise en place de mesures adaptées si nécessaire (anesthésies, traitements analgésiques ou autre, ou euthanasie si pas d'autre alternative). 4) Une grille de scoring de la douleur sera mise en place dès que celle-ci s'avère nécessaire afin de pouvoir détecter précocement tout point limite et mettre en place les actions adéquates (cf exemple en ANNEXE 2 de la saisine). 5) la mise en place de mesures adaptées en fonction des interventions éventuelles (anesthésie et analgésie si nécessaire).
Choix des espèces
Les souris ont été choisies comme espèce modèle en raison de leur proximité biologique avec l’Homme et de l’existence de modèles reproduisant les principales caractéristiques des maladies neuromusculaires étudiées. Ces modèles présentent des altérations génétiques distinctes affectant une même fonction musculaire, permettant de mimer la diversité des atteintes observées chez les patients. En effet, une même pathologie peut résulter de différentes anomalies génétiques, entraînant des degrés et des mécanismes d’atteinte variables. L’utilisation de plusieurs modèles complémentaires permet ainsi d’évaluer l’efficacité de différentes approches thérapeutiques en fonction du type d’altération présente, et d’anticiper leur pertinence pour des sous-groupes de patients présentant des profils génétiques distincts. Ces modèles reproduisent les principales conséquences de la maladie, notamment la faiblesse musculaire progressive et les altérations des tissus musculaires, ce qui en fait des outils pertinents pour des études précliniques. Les animaux sont utilisés à différents stades de développement afin de répondre aux objectifs du projet. Une administration précoce permet d’évaluer l’effet des traitements avant l’apparition des symptômes, tandis que des administrations à un stade plus avancé permettent d’analyser leur efficacité dans un contexte pathologique établi, plus proche de la situation clinique. Les animaux sont suivis puis analysés à différents temps afin d’étudier l’évolution des effets du traitement sur la fonction musculaire et la progression de la maladie. Enfin, ces approches ne peuvent pas être remplacées par des méthodes alternatives, car elles nécessitent une évaluation intégrée à l’échelle de l’organisme entier, incluant la distribution du traitement, les interactions entre tissus et les effets fonctionnels globaux.
Evaluation préclinique chez la souris de 8 candidats ARNm dans 3 formulations pour la modulation de la contraction musculaire.
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
Au moins dix-huit mesures du Digit Abduction Score, un score d'écartement des doigts de la patte qui quantifie la paralysie obtenue, sept séances d'imagerie sous anesthésie et une électroporation du muscle soléaire. 541 souris femelles vont être utilisées ainsi, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever les muscles injectés. Le porteur teste huit candidats ARNm dans trois formulations censées relâcher les muscles sur des durées variables, et attend une altération de la locomotion qui est précisément l'effet recherché. Il ne nomme aucune des maladies visées, s'en tenant à des "maladies de la contraction musculaire", et retient des souris de six semaines parce que leur réflexe moteur est plus marqué et plus reproductible que celui d'animaux plus âgés.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’étudier de nouvelles approches thérapeutiques pour traiter certaines maladies qui provoquent des contractions musculaires anormales. Pour cela, nous testons chez la souris des molécules appelées ARNm, qui permettent aux cellules de produire temporairement des protéines capables de relâcher les muscles. Ces traitements sont conçus pour agir pendant une durée limitée, sans modifier le patrimoine génétique. Différentes formulations sont évaluées afin de contrôler la durée d’action du traitement, de courte à plus prolongée. L’étude vise à comparer leur efficacité, leur durée d’action et leur tolérance, afin d’identifier les solutions les plus prometteuses. Les résultats permettront de mieux comprendre comment adapter ces traitements et de guider le développement de futures thérapies pour les patients.
Bénéfices attendus
Les troubles du mouvement, tels que la dystonie ou la spasticité, représentent un enjeu médical et sociétal important en raison de leur caractère chronique et invalidant. Les traitements actuels, bien qu'efficaces, présentent des limites en termes d’effets secondaires, de rapidité d’action et de durée d’efficacité. Le présent projet vise à développer une approche innovante reposant sur des ARNm codant des protéines myorelaxantes, administrés localement. Les bénéfices attendus sont les suivants : Amélioration de la rapidité d’action : obtention d’un effet myorelaxant plus précoce après administration, comparé aux approches actuelles ; Prolongation de la durée d’efficacité : maintien d’un effet thérapeutique sur une période plus longue, réduisant la fréquence des injections ; Réduction des effets secondaires systémiques : grâce à une administration localisée et une expression transitoire contrôlée ; Amélioration de la qualité de vie des patients : diminution des symptômes moteurs et meilleure prise en charge des pathologies chroniques ; Optimisation des stratégies thérapeutiques : identification de candidats offrant le meilleur compromis entre efficacité, tolérance et durée d’action. À plus long terme, ces travaux pourraient contribuer au développement de traitements plus ciblés, mieux tolérés et adaptés aux besoins des patients atteints de troubles de la contraction musculaire.
Procédures
Mesure du DAS : Au minimum 18 fois (30 sec/animal) = 9 min /animal Injection / électroporation : une injection= 5 min / animal Pesée : 4 Pesées, 30 sec/ animal = 2 min /animal Imagerie BLI + Injection Luciférine : 7 mesures, 10 min maximum / animal = 70 min.
Impact sur les animaux
Les procédures expérimentales peuvent entraîner des nuisances modérées liées à l’administration intramusculaire des composés et aux manipulations répétées. Les principaux effets indésirables attendus sont : Douleur ou inconfort local au site d’injection intramusculaire (muscle soléaire), pouvant être transitoire ; Stress lié aux manipulations répétées (contention, pesée, injections, imagerie) ; Effets liés à l’anesthésie utilisée pour les mesures de bioluminescence (BLI), incluant une récupération transitoire ; Altération transitoire de la locomotion due à l’effet myorelaxant recherché ; Risque de perte de poids ou de diminution de l’état général, surveillé tout au long de l’étude.
Devenir
Tous les animaux des différentes procédures seront euthanasiés. En effet, il n’est malheureusement pas possible de les réutiliser dans une nouvelle série d’expériences. De plus, dans ce projet, les muscles injectés seront prélevés pour des analyses ultérieures.
Remplacement
Le recours à l’animal est nécessaire pour évaluer l’efficacité et la tolérance des candidats ARNm dans un organisme entier. Les effets étudiés reposent sur des interactions complexes entre le système nerveux et le muscle, ainsi que sur la cinétique d’expression et la réponse fonctionnelle (DAS), qui ne peuvent pas être reproduites par des modèles in vitro ou ex vivo. Des études préalables in vitro ont permis de sélectionner les candidats les plus pertinents, limitant ainsi le recours à l’animal au strict nécessaire..
Réduction
Le nombre d’animaux est limité au strict nécessaire pour atteindre les objectifs scientifiques du projet. La taille des groupes expérimentaux a été déterminée de manière à garantir des résultats robustes tout en évitant une utilisation excessive d’animaux. La stratégie expérimentale est organisée en étapes successives (tolérance, dose-réponse, sélection), permettant de réduire progressivement le nombre de candidats testés et d’éviter des expérimentations inutiles. Les données obtenues à chaque étape orientent la suite du projet et limitent le recours à des groupes supplémentaires. Enfin, le suivi longitudinal des mêmes animaux (mesures répétées de BLI et DAS) permet de maximiser les informations obtenues par individu, contribuant ainsi à la réduction du nombre total d’animaux utilisés.
Raffinement
Les conditions expérimentales sont optimisées afin de limiter la douleur, le stress et la détresse des animaux tout au long de l’étude. Les injections intramusculaires sont réalisées par du personnel formé, avec des volumes adaptés et dans des conditions d’asepsie strictes. Une anesthésie est utilisée pour l’injection et les mesures de bioluminescence, et les animaux sont surveillés jusqu’à récupération complète. L’électroporation, est réalisée selon des paramètres optimisés pour minimiser l’inconfort (analgésie pré/post et anesthésie) Les animaux bénéficient d’un suivi clinique régulier (état général, comportement, poids, score DAS), permettant une détection précoce de tout signe de souffrance. Des points limites prédéfinis sont appliqués afin d’intervenir rapidement (adaptation de la procédure ou mise à mort anticipée si nécessaire). Les conditions d’hébergement respectent les standards en vigueur (enrichissement du milieu, hébergement en groupe lorsque possible), contribuant au bien-être des animaux. Enfin, les procédures sont planifiées afin de réduire le nombre de manipulations et de regrouper les interventions, limitant ainsi le stress global. De plus, tout autre signe clinique observé, indépendamment des procédures (pendant la période d’acclimatation par exemple), fera l’objet de soins tels que définis en accord avec le vétérinaire suivant le tableau fourni en annexe.
Choix des espèces
Le modèle murin est particulièrement adapté à l’évaluation de candidats myorelaxants dans le cadre des maladies de la contraction musculaire. La souris présente une organisation neuromusculaire et des mécanismes de contraction comparables à ceux de l’Homme, permettant une évaluation pertinente de l’effet fonctionnel des traitements. Le test de Digit Abduction Score (DAS) est une méthode validée et largement décrite chez la souris pour mesurer l’activité myorelaxante, offrant un readout fonctionnel direct et reproductible. Par ailleurs, ce modèle est compatible avec le suivi de l’expression des ARNm par bioluminescence (BLI), permettant de corréler la cinétique d’expression avec l’effet pharmacologique. Enfin, la souris constitue un modèle de référence en préclinique pour l’étude des approches basées sur les acides nucléiques (ARNm), notamment en termes de tolérance, biodistribution et efficacité, ce qui en fait un système pertinent pour la sélection et l’optimisation des candidats avant un développement ultérieur. Les études seront réalisées chez des souris Swiss femelles âgées de 6 semaines en début d’expérimentation et âgées de 8 à 12 semaines maximum en fin d’expérimentation, correspondant à des animaux jeunes adultes. Ce choix est justifié par leur capacité optimale à exprimer un réflexe moteur reproductible lors du test de Digit Abduction Score (DAS). Les animaux plus jeunes présentent une réactivité neuromusculaire plus homogène et plus marquée, facilitant l’évaluation de l’effet myorelaxant. À l’inverse, les animaux plus âgés peuvent présenter une réponse moins spontanée et plus variable aux stimulations, rendant l’interprétation des résultats moins robuste. Par ailleurs, leur poids modéré permet une manipulation plus aisée et standardisée lors des tests fonctionnels, contribuant à la réduction de la variabilité expérimentale et du stress induit.
Activité locomotrice sur des souris Calpaine 3 déficientes sur-exprimant FrzB
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
Porteuses d'une déficience génétique provoquant une myopathie progressive, 36 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, toutes tuées pour prélever leurs organes. Elles subissent des tests de force musculaire et de coordination, l'étude s'arrêtant vers six à neuf mois, âge où la myopathie se déclare. Le projet teste si une protéine, FrzB, améliore la fonction musculaire dans ce modèle de dystrophie liée à la calpaïne-3. Le porteur qualifie les procédures comportementales de source d'un léger stress, sans détailler les tests ni les effets de l'atteinte musculaire qu'il décrit comme progressive.
Objectifs
Les maladies musculaires peuvent entraîner une perte progressive de la force et de la mobilité. Ce projet vise à tester une nouvelle approche pour améliorer le fonctionnement des muscles dans un modèle de maladie génétique. Des souris présentant une altération musculaire seront étudiées pour évaluer leur force et leur coordination. Une protéine appelée FrzB pourrait améliorer leur état en agissant sur un mécanisme biologique impliqué dans la régulation du muscle. Les animaux seront soumis à des tests simples et peu invasifs, pouvant entraîner un léger stress. Les résultats permettront de mieux comprendre la maladie et pourraient contribuer au développement de futurs traitements.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu sera pour les patients présentant une déficience en calpaine 3. un autre bénéfice et l'amélioration de la compréhension des mécanismes impliqués dans la dystrophie liée à la calpaïne-3. Enfin si ce projet s'avère satisfaisant une validation d’une stratégie de modulation de la voie Wnt qui pourrait servir de base préclinique pour de futures approches thérapeutiques.
Procédures
Les animaux utilisés au cours de ce projet vont développer une atteinte musculaire progressive ayant surtout un impact histologique puisqu'aucun animal ne sera gardé au-delà de 6-9 mois âge auquel la myopathie clinique se déclare. Les animaux seront susceptible de ressentir un léger stress lors des procédures comportementales exploratoires longitudinales.
Impact sur les animaux
Les animaux seront explorés à des stades précoces bien avant que le phénotype soit délélère.
Devenir
Chaque animal sera mis à mort afin de récupérer les organes à la fin de la procédure.
Remplacement
Des approches in vitro ont été utilisées en amont (cellules musculaires, études moléculaires de la voie Wnt). Cependant, ces modèles ne permettent pas d’évaluer : les fonctions motrices intégrées,la coordination, les interactions systémiques. Il n’existe actuellement aucun modèle alternatif validé permettant de répondre à l’ensemble des objectifs du projet. L’utilisation du modèle murin est donc indispensable.
Réduction
Le nombre d’animaux a été déterminé à partir d’un calcul de puissance statistique a priori. Les analyses principales porteront sur : la force musculaire (grip strength), la coordination motrice (rotarod), Les données issues de la littérature et de nos études préliminaires sur le modèle C3-/- montrent : une diminution moyenne de performance d’environ 25–30 % un écart-type relatif d’environ 15–20 % Le calcul de puissance a été réalisé pour : Test : ANOVA à un facteur (3 groupes) Alpha = 0,05 Puissance (1-β) = 0,80 Taille d’effet estimée : d = 0,40 (effet modéré à important) Ce calcul indique qu’un effectif minimal de 10 animaux par groupe permet de détecter une différence significative entre groupes. Afin de tenir compte d’éventuelles pertes expérimentales (≈10 %), nous prévoyons : 12 animaux par groupe Total = 36 animaux
Raffinement
Dès la naissance des animaux dans notre établissement utilisateur, nous porterons une attention au bien-être animal. Les animaux seront hébergés par groupe de 3 à 5 avant d’entrer en procédure. L’environnement sera enrichi en fonction des préférences des animaux à l’aide de bandelettes de kraft, de dômes en carton et/ou de buchettes de bois. La manipulation des animaux est faite par des personnes compétentes et sensibilisées à la contention low stress (cupping). Le modèle que nous utilisons a été caractérisé d’un point de vue phénotypique, nous connaissons l’âge d’apparition des signes de souffrance ou de détresse qui est très tardif. Les points limites nous permetteront de limiter au strict minimum l’apparition de souffrance.
Choix des espèces
L’anatomie et la fonction des muscles squelettiques sont proches des muscles humains. Les souris génétiquement modifiées sont de bons modèles d’étude des atteintes du système neuromusculaire, de leur physiopathologie et de leurs causes génétiques. Les animaux seront étudiés entre 4 semaines et 16 semaines bien avant l'apparition des symptomes délétères qui eux arrivent vers 6-9 mois.