Troubles immunitaires

2850 souris vont etre utilisees, toutes tuees a l'issue, dans des procedures impliquant un niveau de souffrance modere. Une partie developpe un lupus induit par une application sur l'oreille, l'autre porte une mutation qui declenche spontanement la maladie, avec selon le porteur rash, aphtes, arthrite, nephrite, anemie et atteintes cardiovasculaires, avant que toutes recoivent des composes par gavage puis soient tuees pour analyse des tissus. Le porteur affirme que le recours aux modeles animaux est "indispensable" et s'appuie sur des modeles utilises en routine depuis cinq ans dans l'etablissement. Les benefices avances, de nouvelles therapies pour les patients, restent renvoyes au long terme.

Objectifs

Le lupus érythémateux systémique est une maladie hétérogène, d'origine auto-immune, caractérisée par la présence d'auto-anticorps anti-nucléaires. La prévalence est estimée à environ 1 pour 1000 (variation en fonction des ethnies, rapport femmes/hommes de 10:1). Le lupus peut atteindre tous les organes et se répercute sur la qualité de la vie. Il se manifeste par les symptômes suivants : rash sur la face, aphtes, photosensibilité, arthrite, néphrite, troubles neurologiques, anémie, thrombocytopénie, atteintes cardiovasculaires, pulmonaires, digestives. Les objectifs du traitement sont de traiter les épisodes aigus qui peuvent compromettre le pronostic vital et minimiser les risques de poussées pendant les périodes de relative stabilité. De nombreux patients ne répondent pas aux traitements actuels qui reposent sur l'hydroxy-chloroquine, les antiinflammatoires non-stéroïdiens, les corticoïdes et les immunosuppresseurs, l'anticorps monoclonal anti-CD20. Des traitements plus performants sont nécessaires. Galapagos a mis au point plusieurs tests in vitro permettant d’induire différentes voies de signalisation impliquées dans l'inflammation dans des cellules humaines ou murines. Grâce à la miniaturisation, nous avons pu mener plusieurs campagnes de criblage à haut débit qui ont permis d’identifier des molécules chimiques ou des cibles biologiques capables de bloquer ces voies de signalisation in vitro. Ces molécules vont être optimisées dans le but d’en faire des médicaments. Dans le cadre de ce projet, les candidats-médicaments qui auront montré un potentiel significatif d’inhibition des voies de signalisation ciblées dans les différentes pathologies seront retenus pour être évalués in vivo sur des modèles animaux du Lupus. Ce programme de découverte de médicaments sera mené avec plusieurs séries chimiques agissant via des modes d’action moléculaires différents, mais tous pertinents dans l’objectif de diminuer les symptômes des différentes pathologies d’intérêt. Des combinaisons entre ces modes d’actions seront envisagées au cours de ce programme et testées sur les modèles animaux. L’utilisation de modèles animaux est indispensable pour comprendre les mécanismes pathogéniques, identifier de nouvelles cibles thérapeutiques, tester l’efficacité et la toxicité de thérapies anti-inflammatoires et immunomodulatrices innovantes.

Bénéfices attendus

A terme, ce projet permettra de de tester et développer de nouvelles approches thérapeutiques innovantes ayant le potentiel d’améliorer la prise en charge thérapeutique des patients Lupus.

Procédures

Dans ce projet, nous utiliserons des modèles du Lupus chez la souris afin de tester l’efficacité de nos composés. Le poremier modèle sera induit par un agent en application topique sur l'oreille et le second modèle sera des souris génétiquement altérées à phénotype dommageable qui developpent spontanément la maladie. Les composés seront administrés par gavage. Un prélévement sanguin sera également éffectué pour suivre la pharmacocinétique des composés testés.

Impact sur les animaux

Les animaux developperont les signes cliniques du lupus érythémateux systémique qui se carractérisent par un rash sur la face, des aphtes, de la photosensibilité, de l'arthrite, une néphrite, desn troubles neurologiques, une anémie, une thrombocytopénie ainsi qu'atteintes cardiovasculaires, pulmonaires et digestives.

Devenir

Tous les animaux dans les procédures recevront une sédation préalable par inhalation d’isoflurane et seront mis à mort avec la méthode adaptées à l'espèce et les tissus seront collectées pour une étude de la physiopathologie de la maladie.

Remplacement

L’utilisation de modèles animaux est indispensable pour comprendre les mécanismes pathogéniques, identifier de nouvelles cibles thérapeutiques, tester l’efficacité et la toxicité de thérapies anti-inflammatoires et immunomodulatrices innovantes. L’ensemble de nos molécules ont préalablement été testées et validées in vitro

Réduction

Nous utilisons des modèles établis dans la littérature que nous utilisons en routine dans notre établissement utilisateur depuis 5 ans. Une analyse statistique rétrospective a permis de calculer le nombre nécessaire et suffisant d'animaux par groupe pour obtenir pour chaque paramètre étudié une puissance de 80% et alpha=0.05. Les paramètres mesurés seront gardés ou exclus selon qu'ils suivent une distribution normale et présentent une variabilité acceptable.L'analyse statistique concerne des séries indépendantes, supérieures à 2 groupes. L'analyse de variance (ANOVA) sera suivie d'un test paramétrique ou non paramétrique en fonction de la configuration de l'étude, permettant des comparaisons multiples (e.g. Dunnett). Afin de générer des résultats reproductibles et de limiter la variabilité intergroupe au seul effet du paramètre testé, nous veillerons à travailler sur des groupes les plus homogènes possibles au moment de leur inclusion dans l’étude.

Raffinement

Afin de réduire le stress, une acclimatation d’au moins 5 jours sera réalisée avant l'entrée en étude et leur environnement sera enrichi avec des aspens, igloos, et feuilles de cellulose à déchirer ou du sizzle-dry. Afin de pallier l'inconfort lié aux procédures, un programme d'anesthésie sera envisagé par inhalation d’isoflurane (induction 4%, maintien 2%). De la buprénorphine à 0,01-0,2 mg/kg/8h en sous cutanée sera utilisée en cas de signes de douleur. Afin de limiter au maximum la souffrance et l’angoisse infligées aux animaux, une surveillance journalière et des points limites précoces et spécifiques aux modèles ont été établis conduisant à l’arrêt temporaire des traitements ou au sacrifice anticipé de l’animal.

Choix des espèces

Les espèces animales utilisées dans le cadre de ces recherches sont la souris et le rat. Les différents modèles seront mis au point, sur la base de la littérature existante et en s’appuyant sur l’expertise du fournisseur. Nous avons souhaité nous appuyer sur de la bibliographie solide et sur des modèles déjà bien documentés afin d’éviter l’utilisation d’un nombre excessif d'animaux pour les mises au point. En accord avec la littérature pour les différents modèles, les animaux seront utilisés au stade adulte afin d’évaluer les composés à visée anti-inflammatoire, sur un système immunitaire mature

108 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une greffe de peau sur le dos sous anesthésie, avec un bandage qui gêne l'auto-toilettage et expose à une infection uro-génitale, avant la mise à mort pour analyser les tissus. Le porteur cherche à imiter dans le greffon un mécanisme de la bactérie Listeria pour échapper au rejet immunitaire, comme alternative aux immunosuppresseurs. Il conclut à la nécessité de la souris, aucun modèle in vitro ne reproduisant selon lui la complexité du rejet de greffe.

Objectifs

L’objectif de ce projet est de démontrer qu’une alternative aux traitements immunosuppresseurs des patients ayant reçu une greffe d’organe est possible.. Ces traitements à vie présentent des effets secondaires néfastes tels que la sensibilité accrue aux infections et le risque de développement tumoral. Nous proposons d’étudier une stratégie de traitement alternative, consistant à mimer dans le greffon un mécanisme utilisé par la bactérie Listeria monocytogenes pour échapper au système immunitaire. L’induction de cette capacité, de manière localisée au niveau du greffon dans un modèle murin de greffe de peau, devrait permettre de le maintenir à long-terme et d’éviter l’utilisation d’immunosuppresseurs.

Bénéfices attendus

Environ 6.000 patients en France et 130.000 dans le monde reçoivent chaque année une greffe d’organe. De nombreuses autres personnes vivent avec une greffe. Les traitements immunosuppresseurs actuels, indispensables à ces patients, entrainent des effets secondaires importants. Notre projet est une preuve de concept en vue de proposer par la suite une alternative thérapeutique dans laquelle le système immunitaire n’est pas altéré, afin d’améliorer la qualité de vie des personnes greffées.

Procédures

Les souris seront soumises à une greffe de peau au niveau du dos (environ 40 minutes de l’induction de l’anesthésie au placement dans la cage de réveil). Cela implique 2 injections pré-opératoires en sous-cutané de traitements analgésiques (Buprénorphine et Metacam, Lidocaine), une anesthésie par injection intrapéritonéale (Ketamine et Xylazine) et d’éventuelles injections sous-cutanée d’analgésique (Buprenorphine) en cas de persistance des signes de souffrances 3 jours après l’opération. Chaque injection dure 10 secondes environ.

Impact sur les animaux

Les différentes expériences réalisées conduisent à un degré de sévérité modéré. La réalisation de la greffe de peau induit de la douleur chez les animaux. C’est également le cas des injections sous-cutanée ou intra-péritonéales des traitements. La présence du bandage peut aussi être une source de gêne pour l’animal et l’expose à un risque d’infection uro-génitale en empéchant l’auto-toilettage.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure afin de prélever les tissus pour des analyses cytométriques et histologiques.

Remplacement

Ce projet a pour but l’étude des mécanismes immunitaires impliqués dans le rejet de greffes. Il n’existe à l’heure actuelle, aucun modèle in vitro ou ex vivo rendant compte de la complexité de ce mécanisme dans son intégralité. Seuls les animaux, tels que les modèles murins, permettent de comprendre le processus dans sa globalité, avec toutes les interactions que cela implique et c’est pourquoi il est nécessaire d’avoir recours à ces animaux pour atteindre les objectifs de notre projet. De plus, les modèles murins transgéniques utilisés ici permettent d’étudier l’impact d’une voie de signalisation dans le rejet de greffe de façon globale.

Réduction

Les rejets de greffe seront quantifiés par un score entre 0 et 5 et seront comparés entre les groupes à l'aide de tests de comparaison de moyenne. Les effectifs par groupe (n=4) sont associés à des tailles d'effet de 2.05, pour un test de comparaison de 3 moyennes, un risque de 5% et une puissance de 80%. Ceci correspond à des effets forts, compatibles avec la question biologique. Le plan expérimental mis en œuvre est emboîté. Le problème de dépendance statistique des individus appartenant à une même cage sera minimisé lors de l’analyse des données en ayant recours à des modèles statistiques à effets mixtes.

Raffinement

Les souris sont hébergées en groupe avec une litière appropriée, à base de cellulose quand les animaux sont greffés, et des matériaux de nidification. Les animaux recevront un traitement antalgique en prévention de la douleur avant l’opération. Ils seront réhydratés par injection en sous-cutané de sérum physiologique, puis auront accès à des gels de réhydratation adaptés. Les animaux seront maintenus au chaud sur une tablette chauffante pendant toute la phase de chirurgie. Celle-ci est réalisée en condition aseptique, et un antispetique en application locale sera utilisée. Les animaux recevront ensuite un antalgique en suspension orale pendant 3 jours après l’opération. Si des signes de souffrance persistent 3 jours après la chirurgie, une injection d’antalgique sous-cutanée, renouvelable si besoin, sera effectuée. Si des signes évidents de souffrance persistent malgré le traitement antalgique, les animaux sont mis à mort. Les animaux sont observés et pesés quotidiennement afin de détecter les signes éventuels de souffrance, vérifier l’intégrité des bandages et nettoyer la partie génitale régulièrement car le bandage empêche l’accès à cet endroit par l’animal pour l’auto-toilettage.

Choix des espèces

La souris (Mus musculus) est un modèle de choix pour l’étude de la réponse immunitaire, processus intervenant dans le cadre des rejets de greffes. En effet, un grand nombre d’outils ont été développés pour étudier la réponse immunitaire des souris. Le recours à ces outils permettra de contrôler et de caractériser les processus conduisant au rejet des tissus transplantés de la façon la plus pertinente possible, en prenant en compte les spécificités du modèle murin par rapport à l'homme. De plus, la souris est un modèle qui peut être modifié génétiquement, ce qui nous permet d’étudier l’impact de l’expression de gènes dans le rejet des greffes. Nous utiliserons des souris adultes, d’au moins 8 semaines. Ces animaux sont suffisamment âgés pour avoir un système immunitaire en place mais également pour favoriser la greffe de peau, que ce soit du point de vue de la réalisation de la procédure que de la prise du greffon.

1 320 souris immunodéficientes vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Greffées de cellules immunitaires humaines qui attaquent leurs propres tissus, elles perdent du poids et se dégradent cliniquement, puis reçoivent trois fois par semaine des anticorps à tester, pour évaluer une nouvelle thérapie contre les maladies auto-immunes et inflammatoires. Le porteur précise que toutes les souris sont euthanasiées à l'atteinte des points limites, y compris celles où un effet bénéfique pourrait apparaître, faute de pouvoir les réutiliser. Il présente ce modèle de souris humanisée comme un moyen d'éviter le recours au primate.

Objectifs

Les maladies auto-immunes et les maladies inflammatoires n’ayants pas de traitements satisfaisants aujourd’hui, la recherche de nouvelles thérapies est nécessaire. Ce projet s’inscrit dans ce but afin de tester une nouvelle cible thérapeutique et d’en comprendre les mécanismes. La plupart des maladies auto-immunes sont traitées avec des traitements qui bloquent de façon non spécifique le développement de la maladie et induisent des effets secondaires. Parfois, certains patients sont traités avec des molécules qui induisent la mort cellulaire d’un type cellulaire à l’origine de la pathologie mais cela entraine le plus souvent des effets indésirables. Notre objectif est de développer une nouvelle thérapie qui pourrait éliminer les cellules impliquées dans la chronicité de l’inflammation mais cela de manière spécifique en gardant un système immunitaire compétent pour se défendre contre de nouveaux pathogènes.

Bénéfices attendus

L’objectif est de développer une nouvelle thérapie qui ciblerait une population cellulaire à l’origine de la pathologie afin de la bloquer ou de l’éliminer dans les maladies inflammatoires ou les maladies auto-immunes. Il est important de noter qu’actuellement la plupart des traitements utilisés ne sont pas spécifiques et ils réduisent la capacité des patients à se défendre contre de nouveaux pathogènes. La technologie que nous développant a pour objectif d’être plus spécifique et plus efficace. En étant plus spécifique, on réduit la probabilité d’avoir des effets indésirables et en étant plus efficace on donne la capacité aux patients de se défendre contre de nouvelles infections. Chez l’animal nous espérons pouvoir observer un blocage, une élimination ou une réduction des cellules pathogéniques à l’origine de la maladie. Si ces études in vivo sont bénéfiques pour l’animal nous envisageons de pouvoir débuter un essai clinique chez l’Homme afin de traiter les patients ayant des maladies auto-immunes ou inflammatoires et de leur proposer une nouvelle stratégie thérapeutique spécifique et plus sûre. Les nouvelles thérapies passent par le modèle animal avant d’envisager de tester la molécule dans un essai clinique.

Procédures

L'injection des cellules sera réalisée une seule fois et dure quelques secondes. Les traitements administrés aux animaux durent quelques secondes et seront réalisés 3 fois par semaine durant plusieurs semaines. Des prélèvements sanguins seront réalisés une fois par semaine durant plusieurs semaines et durent quelques secondes. Les traitements administrés aux animaux (3X semaine) ainsi que les prélèvements sanguins (1X semaine) seront variables en nombre de semaines (ils pourront aller de 1 à 12 semaines) mais pas en durée (toujours quelques secondes) et dépendra de chaque groupe de souris et du succès du traitement.

Impact sur les animaux

Ce modèle d’injection de cellules humaines de type T/B provoque une prise de greffe des cellules humaines chez la souris à cause de la réactivité des cellules effectrices humaines dirigées contre le tissu de la souris. Il va s’en suivre une perte de poids associée à un score clinique important qui pourrait induire chez la souris une modification du comportement. Le comportement et le poids des souris peuvent être impactés et pour palier à cela, un suivi 3 fois par semaine et 2/jours lors des pics sera réalisé.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés une fois les points limites atteints. En effet, l'injection des cellules humaines chez la souris va entrainer une prise de greffe des cellules de façon importante et cela va entrainer une perte de poids, un changement dans le comportemant chez la souris. Cela va se produire dans les groupes contrôles et dans les groupes dont les molécules n'ont pas d'effets bénéfiques. Dans les groupes ou un effet bénéfique pourrait être observé, les souris seront quand même sacrifiées car cela n'est pas possible d'utiliser les mêmes souris pour un second protocole car l'âge de la souris ne sera plus adéquat pour favoriser la prise de greffe des cellules humaines et car il risque d'y avoir des cellules résiduelles de la première manipe qui pourrait alterer l'interprétation d'une future manipe.

Remplacement

Les nouvelles thérapies passent par le modèle animal avant d’envisager de tester la molécule dans un essai clinique. Vu la complexité du système immunitaire et des différences entre espèces, il est nécessaire d’étudier l’impact d’une molécule sur son action ainsi que ses effets thérapeutiques sur un modèle proche de l’Homme. Pour cette première nécessité le primate est souvent utilisé, ici, nous avons la possibilité d’éviter l’utilisation de primate, donc nous étudierons ces paramètres chez la souris humanisée. Avant l’utilisation chez l’animal, nous sélectionnerons préalablement nos molécules par différents tests in vitro notamment d’affinité et d’avidité pour les récepteurs mais aussi d’efficacité sur des cellules humaines. Cela nous permettra de réduire le nombre d’animaux.

Réduction

Les tests statistiques qui seront réalisés seront des tests qui permettront de comparer chaque groupe en fonction du groupe contrôle. Il pourra également être réalisé des tests pour comparer tous les groupes les uns avec les autres ou tous les groupes en fonction du groupe contrôle. Nous avons réduit chaque groupe au minimum de 5 souris, cela est nécessaire à l’obtention d’une différence statistique. Le nombre d’animaux sera réduit autant que possible. En effet les différents axes définis plus haut permettent de réduire l’utilisation de l’animal lorsqu’un axe ne démontre pas d’efficacité thérapeutique.

Raffinement

Les animaux sont maintenus dans un cycle jour/nuit de 12h/12h avec un accès à l’eau et à la nourriture à volonté. Le nombre d’animaux par cage est de 5 pour limiter le stress de la surpopulation. Des brindilles de papier sont placées dans la cage pour permettre aux souris de s’enfouir et se cacher. Si un animal se retrouve dominant et attaque ses congénères, il sera isolé dans une cage individuelle avec un dôme. Les animaux auront une phase d’acclimatation de 5 jours et ne seront pas manipulés afin de limiter leur stress. En amont de l’expérience le protocole sera entièrement planifié afin d’éviter du stress à l’animal et les points limites seront définis afin d’anticiper toute souffrance. Les animaux montrant des signes de douleurs lors de l’expérience recevront des molécules permettant d'atténuer cette souffrance. Lorsque les points limites seront atteints, les animaux seront mis à mort par dislocation des cervicales après anesthésie. Les animaux ne seront pas maintenus au-delà des délais décrits pour chaque modèle, limitant leur utilisation si cela n’est pas nécessaire.

Choix des espèces

Des formats d’anticorps permettant d’induire la cytotoxicité des cellules de la lignée B ou le blocage des lignée T ont été validées in vitro. Les animaux sont indispensables à cette étape d’évaluation thérapeutique du traitement car ils permettent de tester in vivo l’efficacité ou la non-efficacité de (des) format(s), ainsi que les effets secondaires possiblement liés avant de le tester en clinique chez l’Homme si celui (ceux)-ci est (sont) efficace (s). De plus, dans ce projet, le modèle utilisé repose sur ce qui est utilisé en modèles précliniques de développement d’anticorps chez l’homme. Nous travaillerons avec la souris (NSG/NXG) qui est un modèle de référence pour la recherche fondamentale ainsi que pour les examens précliniques. Il s’agit en effet d’un modèle animal pour lequel de nombreux outils génétiques et biologiques sont disponibles. Il est nécessaire de travailler avec cette souche car elle est immunodéficiente en compartiment T, B et NK de souris ce qui permet une meilleure prise de greffe des cellules humaines T et des cellules de la lignée B. En outre, les anticorps développés ne peuvent pas être utilisés chez la souris immunocompétente car le format de l’anticorps ne permet pas de reconnaitre les antigènes de la souris, donc une autre souche n’aurait pas pu être utilisée. En outre, avant de passer aux travaux généralement réalisés chez le primate, il est impératif de valider au préalable l’efficacité de cette thérapie chez la souris humanisée afin de réduire au maximum le nombre de format d’anticorps, la dose ainsi que la voie d’injection qui pourrait être testés chez le primate. Les souris seront utilisées autour de 4 à 10 semaines car les souris ont une meilleure prise de greffe des cellules humaines à cet âge ainsi qu’un risque moins élevé de mortalité à la suite de l’irradiation.

120 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections intradermiques et intraveineuses sous anesthésie, des sensibilisations à la gliadine, puis un test d'anaphylaxie passive consistant à injecter de l'histamine dans l'oreille pour en mesurer le gonflement, avant une mise à mort par ponction cardiaque au trente-cinquième jour. L'objectif est de préciser le rôle de la protéine PCSK9 dans l'allergie et d'élargir une piste thérapeutique, retombée que le porteur situe au conditionnel. Il affirme qu'aucun modèle cellulaire ne permet d'évaluer ce traitement et que seul un modèle murin allergique le permet.

Objectifs

PCSK9 (Pro Protein Convertase Subtilisine/Kexine de type 9) appartient à la famille des proprotéines convertases et est sécrétée par les hépatocytes dans le sang. Elle est un régulateur naturel du récepteur au LDL en l’envoyant à la dégradation lysosomale. Depuis une dizaine d’années, différentes études se sont intéressées au rôle inflammatoire de cette protéine. L’allergie étant une maladie inflammatoire chronique, nous souhaitons étudier le rôle de PCSK9 dans le cadre de l’allergie. Par une précédente étude, nous sommes en train de caractériser l’effet de PCSK9 dans l’allergie alimentaire. Ayant pu déterminer son rôle sur certaines cellules immunitaires liées à cette pathologie, notamment les mastocytes, nous souhaitons poursuivre cette approche par une expérimentation qui ne peut s’effectuer que chez la souris : le test d’anaphylaxie passive. Ce test consiste en l’injection auriculaire d’un médiateur inflammatoire (l’histamine) et d’en mesurer les conséquences chez la souris par la mesure d’un changement anatomique de l’oreille (gonflement et hypervascularisation).

Bénéfices attendus

Actuellement, aucun traitement ne permet soigner la cause de l’allergie, de plus, les effets secondaires liés aux corticoïdes sont notables et la désensibilisation n’est pas efficace chez tous les patients. PCSK9 devient une cible de plus en plus privilégiée dans le cadre de maladies inflammatoires, de plus, notre première étude sur le traitement anti-PCSK9 soigne les symptômes de l’allergie alimentaire chez la souris. Cette étude permettrait de comprendre le mécanisme par lequel PCSK9 agit sur le mastocyte et ainsi, élargir la thérapeutique de l’anti-PCSK9.

Procédures

Les animaux seront soumis des injections intradermiques et intraveineuses sous anesthésie à l’isoflurane et à des sensibilisations à la gliadine par voie intrapéritonéale. Pour finir, un prélèvement du sang terminal sera effectué par ponction intracardiaque après anesthésie sous isoflurane.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables possibles sont une perte de poids. Une observation régulière des souris sera effectuée, les souris serons également pesées 3 fois par semaine.

Devenir

A la fin du protocole d'allergie au jour 35 post sensibilisation, toutes le souris seront mises à mort pour analyses.

Remplacement

Il n’existe pas de modèle cellulaire permettant d’évaluer le bénéfice du traitement anti-PCSK9 dans le cadre de l’allergie. Seul un modèle murin allergique nous permettra de mesurer l’amélioration des symptômes via ce traitement et comprendre les effets de PCSK9 dans la physiopathologie de l’allergie. Les principes de raffinement et de remplacement contribuent à réduire le nombre d’animaux utilisés tout au long du protocole. Le projet étudiera l’allergie respiratoire dans des modèles déjà établis dans le laboratoire.

Réduction

Le modèle animal utilise a été soigneusement conçu et évalué pour permettre de réduire au maximum le nombre d’animaux du fait de la connaissance et la précision des paramètres observés selon la règle des 3R. Le projet étudiera l'allergie dans des modèles déjà établis dans le laboratoire. Un test non paramétrique et non apparié de type Student test, Mann-Whitney ou une analyse de la variance par un test de Bonferroni sera realisé. Une p-value inferieur a 0.05 sera considérée comme significative.

Raffinement

Le projet étudiera l’allergie dans des modèles déjà établis dans le laboratoire. Seul le personnel expérimenté et qualifié effectuera les expérimentations animales. Ces exigences visent à s’assurer que les procédures nécessaires à l’élevage et à l'expérimentation sont exécutées efficacement, avec les soins appropriés afin de minimiser la souffrance des animaux. Une observation journalière des souris sera effectuée, les souris serons également pesées 3 fois par semaine. Ainsi, les souris seront hébergées 5 par cage ventilée maximum. Elles auront accès à l’eau et à la nourriture de manière illimitée et suivront un cycle de lumière et d’obscurité de 12h. Des frisottis seront placées dans les cages. Les souris seront anesthésiées à l’isoflurane au moment de l’anaphylaxie passive.

Choix des espèces

Au cours de cette étude seront utilisées des souris de souche C57/Bl6 et Balb/c. Ces souris constituent un modèle de choix, reconnu, dans le cadre d’étude du système immunitaire et du métabolisme lipidique du fait de la caractérisation approfondie de ces souches. Des analyses métaboliques seront réalisées. L’utilisation de souris nous donne accès à de nombreux outils immunologiques, notamment les anticorps nécessaires aux marquages ainsi qu'à de nombreux outils de biochimie (ELISA, dosage colorimétrique...). Souris C57/B6 et Balb/c femelles âgées de 5 semaines au début du protocole ce qui correspond à des souris sevrées donc adultes ayant un système immunitaire mature ou quasi-mature.

1 152 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une colite est provoquée chimiquement, entraînant perte de poids et diarrhées pouvant contenir du sang, puis les souris reçoivent un traitement par voie orale pendant quatorze jours avant d'être tuées pour prélever leurs tissus. Le porteur cherche à identifier le rôle d'un gène dans l'action d'une molécule anti-inflammatoire déjà testée en essai clinique de phase 2. Il justifie le recours à la souris par l'échec des modèles cellulaires à "conclure" et par la "complexité d'un organisme vivant entier", et cite parmi les mesures de raffinement un fond musical dans les locaux.

Objectifs

La Rectocolite hémorragique est une maladie inflammatoire chronique de l'intestin affectant 1 personne sur 1000. Elle se manifeste généralement par poussées plus ou moins sévères caractérisées par des diarrhées, des douleurs abdominales et un amaigrissement pouvant amener à des complications comme une péritonite. Sur le long terme, les patients sont exposés à un risque plus élevé de cancer du côlon. Des traitements existent et permettent de réduire cette inflammation mais ne fonctionnent pas chez un grand nombre de patients. Notre molécule a montré une efficacité anti-inflammatoire dans le modèle murin de colite et chez le patient atteint de rectocolite hémorragique lors d'un essai clinique de phase 2. Dans l’objectif d’une autorisation de mise sur le marché de cette molécule en tant que médicament, il est important de connaître son mode d’action afin de cibler les patients pour lesquels ce nouveau traitement serait bénéfique. Lors des études in vitro sur cellules et chez le patient, nous avons ciblé un gène qui pourrait être responsable de l'effet anti-inflammatoire de notre molécule. Pour valider notre hypothèse, nous utiliserons des souris chez lesquelles ce gène est non fonctionnel pour tester si l'effet anti-inflammatoire de notre composé est maintenu.

Bénéfices attendus

La mise sur le marché de ce composé permettra d'améliorer la prise en charge des patients pour qui les traitements actuels ne fonctionnent pas, et par la suite, de pouvoir travailler sur d'autres maladies dans lequel ce gène serait impliqué.

Procédures

Nous administrerons par voie orale quotidiennement aux animaux un traitement sur une durée de 14 jours. Cette procédure est non douloureuse et réalisée avec une contrainte de très courte durée (10 secondes en moyenne). Deux prises de sang seront réalisées sous anesthésie gazeuse (d’une durée de 3 secondes en moyenne) au cours de l'étude afin d'analyser différents paramètres biologiques. Ces gestes seront réalisés par du personnel qualifié et expérimenté.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables prévus chez les animaux résultent de la prise du composé qui induit la colite. Ce composé induit une altération du colon qui provoque une perte de poids chez les souris malgré une alimentation et une hydratation normale et des diarrhées qui peuvent ou non contenir du sang. Les effets apparaissent, notamment pour la perte de poids, entre le 6ième et le 7ième jour et persistent entre 2 ou 3 jours soit jusqu’au 9ème jour correspondant à la fin de l’étude.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de l’étude pour pouvoir réaliser des prélèvements de tissus et évaluer l’efficacité du traitement.

Remplacement

Pour répondre à l'étude du mode d'action d'une molécule inflammatoire destinée à une mise sur le marché, seule l'utilisation d'un modèle murin est adapaté. En effet, les différents modèles cellulaires testés n'ont pas permis de conclure et ne représentent jamais la complexité d'un organisme vivant entier, l’utilisation de modèles murins génétiquement modifiés permet d’étudier plus précisément le rôle des gènes d’interêt.

Réduction

Le nombre d’animaux sera réduit au maximum tout en se garantissant l’obtention de résultats statistiquement représentatifs. Le nombre de souris pour chaque groupe est fixé à partir des résultats de tests statistiques précédemment obtenus dans un modèle de colite murine. Un maximum d’échantillons biologiques seront prélevès lors de l’euthanasie et seront conservés si une hypothèse est formulée après l’étude, permettant ainsi de ne pas recommencer l’étude pour y répondre.

Raffinement

La surveillance des animaux se fera quotidiennement avec une évaluation du stress et de la douleur. Plusieurs signes pour lesquels il est établi qu'ils reflètent une douleur ressentie par l'animal seront considérés comme points limites et entraineront l’euthanasie des animaux concernés. L'administration par voie orale sera privilégiée pour éviter l'apparition d'une péritonite douloureuse et stressante pour l'animal et elle sera réalisée par du personnel entrainé à un geste précis et rapide. Ceci afin de limiter le stress de l'animal. Une anesthésie gazeuse sera utilisée pour permettre un prélèvement sanguin indolore. L'hébergement des souris sera enrichi par l'ajout dans les cages de cabane en carton et de cotons, favorisant par exemple la construction de nids. Un fond musical est également assuré dans les locaux afin de diminuer le stress des animaux.

Choix des espèces

Le modèle murin de colite est très documenté et permet de reproduire les symptômes et les mécanismes immunitaires de la rectocolite hémorragique chez l'homme. C’est un modèle très utilisé car sa mise en place est rapide (9 jours) ce qui permet de ne pas garder les animaux trop longtemps en expérimentation tout en offrant une bonne reproductibilité des résultats, évitant ainsi la répétition des études et limitant l’utilisation d’animaux. Nous utiliserons des souris adultes âgées de 9 semaines car c’est l’âge optimal pour une induction de la colite qui ne soit ni trop importante ni trop mineure pour observer des effets de la molécule.

440 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La moitié reçoit un dispositif implanté dans l'abdomen par chirurgie, l'autre des injections locales, et toutes subissent l'application répétée de pommades irritantes provoquant psoriasis, eczéma ou dermatite, pour tester le potentiel thérapeutique de la cytokine IL-34. Le porteur décrit un épaississement de la peau accompagné de démangeaisons ou de douleur locale, et prévoit la mise à mort pour prélever peau et organes immunitaires. Il affirme que la structure et l'immunité de la peau rendent l'analyse in vivo "indispensable", les retombées pour des maladies humaines fréquentes restant annoncées à terme.

Objectifs

La cytokine IL-34, découverte en 2008, a été principalement décrite pour son implication dans la survie et la différenciation de certaines cellules immunitaires présentes dans le sang et les tissus. Plus récemment, il a également été montré qu’elle est impliquée dans la fonction de cellules régulatrices, aboutissant à une tolérance dans le contexte de la transplantation. Cette protéine a donc un grand potentiel thérapeutique dans la maitrise du rejet de greffe, mais également dans d’autres maladies autoimmunes ou inflammatoires. Celle-ci pourrait en effet offrir une alternative aux traitements donnés à ces patients pour limiter l'action du système immunitaire, dont les effets secondaires sont importants. En parallèle, il a été décrit que les cellules de Langerhans, cellules résidentes de la peau, sont dépendantes de la présence d’IL-34. Cela rend l’étude du rôle de l’IL-34 dans le compartiment cutané très intéressant, au niveau des cellules de Langerhans mais aussi d'autres cellules résidentes du derme. L’objectif principal est donc d’étudier le potentiel thérapeutique de l’IL-34 dans le traitement de pathologies inflammatoires de la peau comme le psoriasis ou l'eczéma par exemple.

Bénéfices attendus

Plusieurs bénéfices, à court et long terme sont attendus avec ce projet. Dans le cadre du projet, l’association des résultats obtenus in vitro et in vivo permettra l’amélioration des connaissances sur les mécanismes d’action de l’IL-34, et de l’impact sur les différentes cellules cibles présentes dans le derme et l’épiderme. Mais l’objectif est surtout la découverte de nouvelles cibles thérapeutiques pour la molécule IL-34, ici dans des modèles de pathologies cutanées. Ces résultats permettront de proposer de nouvelles alternatives thérapeutiques pour ces pathologies très fréquentes chez l’homme. De manière plus générale, la cytokine IL-34 pourrait avoir un potentiel thérapeutique dans plusieurs maladies autoimmunes ou inflammatoires. Celle-ci pourrait en effet offrir une alternative aux traitements immunosuppresseurs dont les effets secondaires sont importants chez les patients, et dont l’efficacité peut être insuffisante.

Procédures

Deux voies d’administration de la molécule thérapeutique seront comparées. 50% des animaux seront traités à l’aide de dispositifs implantables permettant une diffusion continue de la molécule thérapeutique. Le traitement via l’utilisation de ces dispositifs implique une seule chirurgie (environ 30 min) pour leur implantation au niveau de la cavité abdominale. Toutes les précautions sont prises pour limiter le stress, l’inconfort et la douleur induite par la chirurgie, avec une procédure réalisée sous anesthésie gazeuse, une analgésie pré- et post-opératoire, une prévention de l’hypothermie avec placement des animaux sur tapis chauffants, ainsi que la prévention de l’hypotension avec l’injection d’une solution saline. Les animaux sont suivis de manière journalière dans les jours suivant la chirurgie. 50% des animaux recevront le traitement sous forme d’injections locales au niveau des zones lésées de la peau, l’objectif étant d’évaluer l’efficacité locale et de limiter les potentiels effets secondaires. Ces injections seront également réalisées sous anesthésie afin de limiter le stress et garantir la sécurité des animaux, ainsi que la qualité de l’injection thérapeutique. Dans les différents protocoles, l’induction des pathologies se font par application cutanée de pommades ayant un effet irritant localement. Le protocole de psoriasis a une durée de 5 jours avec une application locale journalière. Le protocole de dermatite allergique de contact a une durée de 10 jours avec un total de 2 applications locales. Le protocole d’eczéma a une durée de 20 jours, avec un total de 12 applications locales. Toutes ces applications se feront sous anesthésie générale de courte durée afin de limiter la contention et le stress des animaux.

Impact sur les animaux

Des effets indésirables modérés et de courte durée sont attendus dans les procédures décrites dans cette saisine. Ces effets sont décrits ci-dessous et seront tous pris en compte afin de limiter leur intensité et leur durée. En plus des soins pré- et post-opératoires ainsi que des traitements analgésiques prévus suite à la chirurgie, les animaux sont suivis de manière journalière dans les jours suivant la chirurgie, bien qu’aucune réduction de mobilité ou inconfort n’est attendue. La réalisation des injections au niveau de la peau ne doit pas être responsable de douleurs au niveau local, mais sera également réalisée sous anesthésie. Dans les différents modèles de pathologies cutanées décrits ici, l’induction des pathologies se font par application cutanée de pommades, ayant un effet irritant localement et spécifiques pour chaque modèle (psoriasis, dermatite allergique de contact, dermatite atopique/eczéma). Ces pommades sont appliquées de manière répétée sur une petite zone de la peau des animaux, soit au niveau d’une zone de l’abdomen, soit au niveau de l’oreille. Les effets attendus sont un épaississement de la peau de l’oreille, associé au non à des démangeaisons ou une douleur locale. Telles que décrits dans la littérature, les effets attendus sont légers avec peu d’impact sur le bien-être et le comportement des animaux traités. Une grille de suivi clinique et un suivi de poids seront réalisés afin de pouvoir repérer une éventuelle aggravation de l’état clinique des animaux.

Devenir

Tous les animaux sont euthanasiés en fin de procédure. Le but est d'obtenir le maximum d'informations sur les mécanismes d'actions et cellules cibles de la molécule thérapeutique, pour chaque animal traité, et en comparaison avec les animaux non traités. Un prélèvement de sang sera réalisé avant euthanasie afin d'analyser les cellules immunitaires et cytokines circulantes du sang. Des prélèvements d'organes seront réalisés en post-mortem afin d'analyser effets de la molécule thérapeutique sur les différents organes immunitaires (ganglions, rate) mais également au niveau de la peau traitée ou non traitée.

Remplacement

La majorité des résultats obtenus sont issus d'études sur la structure et la fonction de l’IL-34, réalisées in vitro sur cellules de souris et humaines, et ont permis de mettre en évidence les propriétés immunorégulatrices de l’IL-34. Malgré cela, ces résultats sont limités par l’absence de contexte physiologique et par la complexité du système immunitaire qui ne peut être mimé in vitro. L’utilisation de modèles pré-cliniques est donc nécessaire pour approfondir les mécanismes d’action et cibles thérapeutiques potentielles de l’IL-34, notamment dans les pathologies cutanées ayant une composante immunitaire. La peau possède une structure et une immunologie très spécifique, qui rend l’analyse in vivo indispensable.

Réduction

Un nombre total maximum de 440 animaux est prévu dans ce projet, dont la répartition est décrite ci-après. Le nombre d'animaux a été déterminé de façon à être interprétable statistiquement. Chaque protocole contient 4 groupes de 10 souris maximum, soit 40 souris par modèle. Quatre modèles seront développés, à savoir un modèle de psoriasis, un modèle de dermatite allergique de contact, avec deux agents différents, et un modèle d'eczéma (dermatite atopique). Pour chaque modèle, 2 voies d’administration seront comparées, une administration systémique par l’utilisation de dispositifs implantables permettant une diffusion continue, ou une administration via une injection locale au niveau de la zone lésée de la peau. De plus, l'efficacité du traitement en préventif et en curatif sera comparée. Pour chaque modèle, des expériences préliminaires seront d’abord effectuées sur un petit nombre d’animaux; si les effets observés ne sont pas suffisamment visibles in vivo lors de premiers tests (groupe de 3 à 4 souris par expérience), les expériences ne seront pas reproduites et la totalité des 10 souris ne sera donc pas utilisée. Dans le modèle de dermatite de contact par exemple, un seul agent sera testé en premier lieu, et si le modèle est satisfaisant, le deuxième agent ne sera pas testé. De la même manière, si une voie d’administration donne des résultats bien supérieurs à l’autre, une seule voie d’administration sera conservée afin de diminuer le nombre total d’animaux utilisés. Le traitement curatif (après apparition des premiers symptômes) ne sera testé qu'avec la voie d'administration choisie dans la première phase, et seulement si les résultats préliminaires sont encourageants en préventif.

Raffinement

Des mesures sont mises en place lors de la chirurgie d’implantation des dispositifs, avec une analgésie pré- et post-opératoire et une anesthésie générale. Les souris sont placées sur un tapis chauffant pendant la chirurgie jusqu’au réveil total. Elles recevront une injection de solution saline, un baume ophtalmique sera appliqué sur leurs yeux. Une analgésie locale sera également ajoutée au moment de la chirurgie. En post-opératoire, les animaux seront suivis quotidiennement pour vérifier l’absence de perte de poids et l’état général, avec suivi quotidien de la cicatrisation. Les injections locales cutanées ainsi que les prélèvements sanguins avant euthanasie seront également effectués sous anesthésie générale. Bien qu’une atteinte de l’état général ne soit pas attendue dans ces différents protocoles, un suivi journalier du poids et de l’apparition de signes cliniques (comportement/mouvement, aspect général, évaluation du poids) sera effectué. Un tableau de score a été mis en place, afin d’agir rapidement en cas de détérioration de l’état clinique, avec mise en place d’une analgésie si besoin, ou sortie du protocole avec euthanasie le cas échéant. Dans ce cas, les animaux concernés seront euthanasiés après anesthésie générale. Les animaux provenant d'élevages agréés sont acclimatés pendant au moins une semaine avant de débuter une procédure. Les souris sont hébergées dans des cages ouvertes par groupe de 5 animaux maximum, et ont des formes d’enrichissements à leur disposition (tube, block, frisottis) afin de réduire leur stress.

Choix des espèces

Les études fonctionnelles réalisées in vitro à partir de cellules humaines mettent en évidence les propriétés immunorégulatrices de l’IL-34 mais sont limitées par l’absence de contexte physiologique et de la complexité du système immunitaire qui ne peut-être mimé in vitro. L’utilisation de modèles pré-cliniques est donc nécessaire pour valider ces résultats, pour approfondir les connaissances sur les cellules cibles et mécanismes d’action, et pour obtenir des informations sur le potentiel thérapeutique de l’IL-34. De plus, le compartiment cutané possède une structure et une immunologie très spécifiques, qui rend l’analyse in vivo indispensable. Plusieurs modèles de souris sont utilisés pour différentes pathologies cutanées, et les mécanismes immunitaires sont bien mis en évidence dans la littérature, ce qui permet à ce projet de s’appuyer sur des publications déjà existantes représentant de manière fiable les pathologies humaines. Les fonctions de l’IL-34 de souris sont également bien décrites et sont représentatives des effets observés sur cellules humaines. La souris est donc l’espère la plus pertinente pour faire la preuve de concept sur le potentiel thérapeutique de l’IL-34 dans des pathologies cutanées. Pour ce projet, les animaux utilisés seront des souris jeunes adultes de 10 à 12 semaines, afin d’éviter la phase de croissance et d’avoir un poids stabilisé au démarrage de l’expérimentation, permettant un meilleur suivi clinique, mais aussi un poids suffisant pour limiter le risque de complications chirurgicales liées à l’implantation des dispositifs au niveau de la cavité abdominale.