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Etude de l’effet du denosumab sur la fonction reproductive des femelles chez les babouins. MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
11 babouines vont être capturées et anesthésiées six fois chacune, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Trois de ces anesthésies servent à une échographie, un prélèvement de 16 millilitres de sang et une injection de denosumab ou de placebo, une quatrième à l'ablation chirurgicale des deux ovaires, les deux dernières à de nouveaux prélèvements. Le porteur indique que le médicament provoque fréquemment des douleurs ostéoarticulaires chez la femme ménopausée et que la chirurgie expose à des saignements, une infection ou une réouverture de la plaie, suivis de deux à cinq jours d'isolement. Toutes sont gardées vivantes dans leurs groupes sociaux d'origine, le porteur estimant que ces prélèvements "ne sont pas invalidants", après le retrait de leurs deux ovaires.
Objectifs
Dans le squelette, certaines cellules osseuses expriment une protéine "RANKL" qui se lie et active un récepteur spécifique "RANK". Ce système de signalisation RANKL est un régulateur reconnu de la santé osseuse, mais sa présence a été démontrée dans les gonades de souris et d'humains, et les données montrent que c'est un puissant régulateur dans la production de spermatozoïdes et de leur motilité. Récemment, des études ont montré que le système RANKL est également présent et actif dans la fonction reproductrice féminine (souris et humains). Les données chez les femmes qui subissent une fécondation in vitro suggèrent que le système RANKL intervient dans le stade précoce de la folliculogenèse et qu'il est également associé à l'âge (sa concentration son inhibiteur plus faible chez les femmes les plus jeunes que chez les femmes âgées de plus de 40 ans). Sur la base de nos données préliminaires, nous suggérons que la signalisation du RANKL joue deux rôles distincts dans la fonction ovarienne : l'un régulant la réserve folliculaire, l'autre jouant un rôle clé durant les dernières étapes de la maturation ovocytaire. Nous émettons l'hypothèse que la signalisation RANKL joue un rôle essentiel dans la fonction ovarienne en régulant la réserve folliculaire et en modulant la maturation ovocytaire pendant les étapes finales du développement folliculaire. Pour tester cette hypothèse, nous mènerons une étude chez le primate non humain (PNH) afin de découvrir le rôle régulateur de la signalisation RANKL pendant la folliculogenèse et la maturation des ovocytes. Ainsi, l'objectif global de ce projet est de découvrir une nouvelle biologie ovarienne qui pourrait être utilisée pour améliorer la fertilité des femmes infertiles et prolonger la longévité reproductive des femmes.
Bénéfices attendus
L'infertilité est un problème courant, qui touche jusqu'à 15 % des couples dans le monde. Actuellement, la plupart des couples infertiles sont traités par des techniques de procréation assistée. Ce traitement réussit dans 70 % des cas, mais il est coûteux, invasif et associé à de potentiels effets secondaires chez la mère. Nos résultats préliminaires indiquent que le système de signalisation RANKL est présent et actif dans la fonction reproductive féminine, constituant ainsi une nouvelle cible pour le traitement de l'infertilité. Le dénosumab, un inhibiteur du RANKL, est actuellement utilisé pour traiter l'ostéoporose et peut donc avoir une importance clinique immédiate. Cependant, les résultats des études chez la souris contrastent avec les données chez l'Homme ce qui limite l'utilisation de modèles murins pour étudier les effets du traitement par le denosumab sur les résultats reproductifs chez les femmes, d'où la nécessité d'étudier les effets de ce traitement chez les PNH. En raison de leur similarité anatomique et physiologique avec l'humain, les babouins constituent un excellent modèle pour les études sur la reproduction et ont été largement utilisés pour étudier la reproduction chez la femme. Nous avons réalisé une étude pilote au cours de laquelle l'analyse de marqueurs sanguins ont démontré que le babouin était sensible au traitement par le dénosumab. Le projet décrit fournira à court terme des informations précieuses sur les effets du traitement au denosumab sur la fonction reproductive féminine évaluée par les changements hormonaux et de l'ovaire. Lorsque nous traitons des animaux ou des humains in vivo avec un inhibiteur de RANKL tel que le Denosumab, moins de petits follicules meurent et plus de follicules survivent et peuvent être recrutés plus tard dans la vie. Cela implique que les femmes vieillissantes pourraient en bénéficier et que les femmes souffrant d'insuffisance ovarienne pourraient profiter de cette opportunité pour avoir de meilleures chances de réussir le prélèvement d'ovocytes lors d'une FIV.
Procédures
Chaque animal sera capturé et anesthésié SIX fois au cours de l'étude : - 3 courtes anesthésies (20-30 minutes) pour prélèvement sanguin + ECHOGRAPHIE (16 mL) et injection de denosumab ou placebo (T0-T1-T2) - 1 anesthésie de 1 à 2h pour chirurgie (ovariectomie BIlatérale) avec prélèvement sanguin (16mL) (T3) - DEUX courteS anesthésieS (20-30 minutes) pour prélèvement sanguin (16 mL) (T4 et T5)+ ECHOGRAPHIE
Impact sur les animaux
Stress lors de la capture. Anesthésie (dépression cardiorespiratoire, déshydratation, hypotension, hypothermie). Prélèvement sanguin (risque hématome). Effets secondaires du denosumab : douleurs ostéo articulaires ou musculosquelettiques rapportées fréquemment chez la femme ménopausée sous traitement chronique, de manière moins fréquente infection du tractus urinaire ou respiratoire, constipation, gêne abdominale ou éruption cutanée (aucun effet secondaire rapporté chez le macaque cynomolgus à 8 fois la dose administrée). Complications chirurgicales : saignements, hémorragies, infection de plaie ou déhiscence. Isolement de 2 à 5 jours en post opératoire (ennui, stress).
Devenir
Tous les femelles seront gardées en vie et dans leurs groupes sociaux d’origine car les prélèvements prévus ne sont pas invalidants.
Remplacement
Récemment, des études ont montré que le système étudié est présent et actif dans les gonades femelles de souris et humains. Cependant, ces études in vitro ont des limites, car l'administration de denosumab a des effets systémiques qui doivent être évalués in vivo. Ce protocole vise à étudier les effets du denosumab qui est un médicament qui agit sur différents organes par des effets systémiques. Ce projet est donc une étape ultérieure à ces analyse in vitro et qui est nécessaire pour étudier les effets du denosumab sur la résorption osseuse et la reproduction féminine. Pour étudier de tels effets systémiques et hormonaux, une étude in vivo est obligatoire et dans ce contexte, il est impossible de remplacer l’utilisation d’animaux vivants par des méthodes alternatives.
Réduction
Avant la mise en place de cette étude, une étude pilote a été réalisée pour s'assurer que les babouins sont sensibles au denosumab, et donc que les babouins sont des modèles animaux valables pour le traitement. Le nombre minimal d'animaux nécessaire pour obtenir des données fiables a été choisi afin de minimiser le nombre d'animaux utilisés. Le calcul de la puissance est basé sur une étude pilote menée sur un seul babouin, où le taux sanguin d'une hormone a augmenté de 40 %. Avec un niveau de test de 5 % (niveau de signification) et une puissance de 80 %, 5 babouins femelles dans chaque groupe à chaque point dans le temps seront suffisants pour atteindre une signification statistique. L'effet sur la folliculogenèse nécessitera également une comparaison entre le placebo et le traitement au denosumab. 4 à 5 animaux dans chaque groupe sont normalement utilisés pour effectuer une telle analyse, ce qui justifie la taille de l'échantillon. Pour réduire le nombre d'animaux, chaque babouin injecté servira également de contrôle interne. L'effet du denosumab sera examiné en comparant les échantillons sanguins de base avec ceux prélevés après l'injection.
Raffinement
Concernant la capture, elle est toujours réalisée en privilégiant une méthode sans contention (ni chimique, ni physique). Elle consiste d’abord à isoler l’animal lors de son passage dans le tunnel de son hébergement. Une fois isolé dans le tunnel, l’animal est transféré dans une boite de transport accolée au tunnel puis transféré dans une zone d’isolement temporaire avec une cage à fond amovible. Tous les prélèvements sont réalisés sous anesthésie injectable. Pendant toute l’anesthésie les individus seront surveillés et monitorés par les vétérinaires (i.e. ECG, Fréquence Cardiaque, Fréquence Respiratoire, Température rectale). Suite aux anesthésies, les femelles seront réveillées dans leurs loges d’origine et réintroduites dans leurs groupes dès qu’elles sont suffisament réveillées, selon la procédure validée par la SBEA. Pour l’ovariectomie (T3), l'intervention a lieu sous anesthésie ) et sous analgésie (anti inflammatoires et morphiniques). L’animal sera isolé la veille de l’intervention de son groupe pour assurer la mise à jeûn, puis restera en infirmerie pendant 2 à 5 jours en post opératoire sous traitement antalgique. Il sera alors suivi avec une grille de score et de douleur spécifique et disposera d’un planning d’enrichissement dédié avec 4 enrichissements manipulatoires ou alimentaires journaliers. Après validation de sa récupération et de son état de santé par l’équipe vétérinaire il sera réintroduit dans son groupe d’origine, en accord avec les procédures validées par la SBEA et sous surveillance de l’équipe BEA.
Choix des espèces
Les résultats des études chez la souris contrastent avec les données chez l'être humain et le schéma d'expression du système de signalisation RANKL chez la souris ne reflète pas celui de l'être humain. Cela limite l'utilisation de modèles murins pour étudier les effets du traitement par le denosumab sur les résultats reproductifs chez les femmes, d'où la nécessité d'étudier les effets de ce traitement chez les primates non humains. En raison de leur similarité anatomique et physiologique avec l'homme, les babouins constituent un excellent modèle pour les études sur la reproduction et ont été largement utilisés pour étudier la reproduction chez la femme. Un autre avantage est qu'il est facile de suivre le stade du cycle œstral chez le babouin car il peut être distingué visuellement chez les babouins femelles par des modifications anatomiques de la région périnéale (gonflement et règles). Les animaux inclus seront tous des babouins femelles d'un âge avancé (15-25 ans), mais non ménopausées. En effet, ces animaux seront plus sensibles aux traitements affectant les résultats reproductifs que les jeunes animaux très fertiles, ce qui est important si nous voulons utiliser le médicament pour le traitement de l'ovaire vieillissant chez les femmes.
Développement d’une méthode non invasive d’administration d’un produit de thérapie génique dans le rein par voie rétrograde chez le macaque cynomolgus.
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
Quatre macaques à longue queue subissent une chirurgie d'une heure trente à deux heures sous anesthésie générale pour recevoir un vecteur de thérapie génique dans un rein, l'autre rein servant de témoin. Ils vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec six prises de sang sous sédation et des injections d'un traitement immunorégulateur. Le porteur qualifie cette administration de "non invasive" et la présente comme un raffinement, alors qu'elle passe par une intervention chirurgicale sous anesthésie générale et par un abord des voies urinaires exposant à une infection, une inflammation locale et des saignements. Deux à trois semaines plus tard, une seconde chirurgie précède la mise à mort des quatre animaux pour prélèvement d'organes.
Objectifs
La cystinurie est une maladie rénale qui aboutit à l’insuffisance rénale suivies de dialyse/transplantation. L’incidence de la cystinurie est faible (≈1/7000), mais les calculs de cystine sont très récurrents et entraînent une morbidité importante : interventions chirurgicales fréquentes et lésions rénales dans près de 80% des cas. La précipitation de cystine est la seule manifestation de cette maladie, qui se traite par des mesures diététiques visant à obtenir des urines non sursaturées en cystine. Malheureusement, malgré cela, plus de 85% des patients récidivent. Il existe des traitements médicamenteux qui visent à modifier la cystine urinaire pour la rendre incapable de former des cristaux mais ces médicaments entraînent des effets secondaires. Ce projet vise à tester une nouvelle solution de thérapie génique injectée administrée dans les voies urinaires de manière non-invasive. Des études préliminaires chez le primate ont permis de valider l’intégration du gène dans les cellules cibles chez le primate mais en administration invasive. D’autres études ont permis de valider chez le porc, une méthode chirurgicale non invasive d’administration d’un produit de thérapie génique dans le rein par voie rétrograde. Nous souhaitons maintenant appliquer ce même protocole chez le primate (macaques cynomolgus) dont l’anatomie rénale est beaucoup plus proche de celle de l’Homme par rapport au porc afin de confirmer l’efficacité du transfert de gène et conforter à terme cette approche chez l’Homme.
Bénéfices attendus
- Opportunités thérapeutiques : La confirmation que la technique d’administration non invasive permet de reproduire ces résultats ouvrirait de multiples opportunités pour traiter un ensemble important de maladies rénales originaires du néphron, tels que la cystinurie. - Sécurité thérapeutique : éviter les effets secondaires : La validation de la méthode d’administration non invasive permet de concentrer le vecteur de thérapie génique dans l’organe cible limitant ainsi la circulation sanguine et les effets secondaires comme ont pu en être observés dans le cas de thérapies géniques contre la myoptahie de Duchenne par exemple. - Mode d’administration raffiné : une fois validée l’administration par les voies naturelles offrira aux patients un traitement rapide, non invasif, précis et ne nécessitant pas d’hospitalisation.
Procédures
Sur la durée du projet, les animaux subiront les interventions suivantes : -6 prises de sang sous sédation ce qui représente une injection intramusculaire du sédatif d’une durée de moins d’une minute. La prise de sang dure environ 2 minutes. La sédation complète dure environ une demi-heure. -Un traitement immunorégulateur (pour éviter le rejet de la thérapie génique) qui se présentera sous la forme de 2 d’injections intramusculaires (2 pour chaque molécules administrées) (durée moins d’une minute). -une chirurgie pour administration de vecteur de thérapie génique sous anesthésie générale (durée entre 1h30 et 2h) -A la fin du projet (au bout de 2-3 semaines) : une chirurgie sous anesthésie générale (max 1h).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables pour les animaux sont: - pour l’anesthésie : douleur transitoire au site d'injection de l’anesthésique, risque d'hématome au niveau du point d’entrée du cathéter - Injection de la thérapie génique dans les voies urinaires : risque d’infection urinaire, de réaction inflammatoire locale, et de saignement transitoire, - injections intraveineuses : risque d'hématome, risque de réaction allergique. - pour les prises de sang répétées sous anesthésie générale : risque d’hématome.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin du protocole (prélèvements d'organes)
Remplacement
Compte tenu du fait que le but du projet est de valider une approche non invasive raffinée pour réaliser de la thérapie génique au niveau rénale, il ne peut y avoir d’alternative à l’usage d’un modèle animal. Après administration de la thérapie génique, il sera nécessaire de maintenir l’animal en vie afin de pouvoir évaluer le niveau et la distribution de l’expression du gène transféré. Ainsi, nous ne pourrions substituer un animal vivant pour un animal mort.
Réduction
Il s’agit ici d’un travail exploratoire donc purement qualitatif sans statistique. Les 4 primates permettront d’explorer le protocole finalisé utilisé chez le cochon en injectant le même vecteur de thérapie génique sur 1 rein par primate en utilisant le deuxième rein comme control négatif ne recevant que le tampon de formulation. Au total, 4 reins seront exposés au vecteur de thérapie génique et le deuxième rein sera systématiquement utilisé comme témoin négatif. Avec les résultats déjà obtenus précédemment sur 4 primates injectés de manière invasive, les 4 nouveaux primates de ce projet suffiront pour confirmer la reproductibilité des résultats mais après administration non invasive par un protocole directement applicable à l’Homme. Nous pourrons également explorer l’intensité et la distribution dans le rein du transfert de gène en utilisant la même dose utilisée jusqu’à présent chez le porc et ainsi pouvoir comparer.
Raffinement
*****Conditions d’hébergement : Une période d’acclimatation d’au moins 7 jours sera respectée avant le début de l’étude. La compatibilité sociale sera vérifiée tout au long de l’étude pour garantir un bien être social. Tous les animaux sont habitués à la présence humaine dès leur arrivée sur site et au préalable à tout protocole expérimental. Les animaux seront hébergés au minimum par paire. Un programme d’enrichissement spécifique à l’éspèce et à l’âge des animaux utilisés est mis en place sur tout le site et supervisé par le responsable du bien-être animal. Les enrichissements sont structurels (perchoirs, balançoire…), alimentaires (graines pour fourragement, fruits, friandises…) ou consistent en l’apport d’objets de manipulation changés régulièrement. ******Conditions expérimentales : l’administration dans le rein par les voies naturelles est justement choisie comme méthode d’administration des vecteurs de thérapie génique car cette voie n’est pas invasive. En effet, en clinique humaine, ce type de protocole ne nécessite pas de prise en charge particulière après l’examen. De plus, cet examen mobilisera l’intervention d’un urologue spécialisé dans cette pratique chez des patients humains mais également lors d’enseignements sur des porcs pour former des chirurgiens à cet abord chirugical non-invasif. Les animaux sont anesthésiés pour toutes les procédures et recevront des analgésiques pour les chirurgies et ils font l’objet d’un suivi au réveil afin de s’assurer qu’ils ont bien récupéré de leur anesthésie. Nous travaillerons de manière aseptique (matériel stérile, à usage unique ou autoclavable, champs stériles, tenue stérile de l'opérateur et du chirurgien, désinfection cutanée et des muqueuses) afin de pouvoir éviter les risques infectieux et garder en vie pendant une période de 2-3 semaines l’animal injecté sans que sa fonction rénale et son état général n’en soit affectés. L'usage d'une antibiothérapie de couverture en peropératoire et postopératoire immédiat permettra également d'éviter les risques infectieux. Des points limites sont définis pour arrêter la procédure si besoin.
Choix des espèces
Afin que l’étude que nous proposons ait une pertinence forte pour ensuite déposer un dossier de demande d’essai clinique aux agences réglementaires ad hoc, l’espèce animale doit permettre d’évaluer précisément la procédure d’administration du traitement avec un équipement identique et un protocole adapté à celui déjà utilisé chez les patients humains. De plus, nous disposons de données scientifiques montrant que le vecteur de thérapie génique employé permet une intégration remarquable du gène au niveau du rein de souris, rat, macaque et porc. Après avoir optimisé les conditions d’administration du vecteur de thérapie génique chez le porc nous souhaitons maintenant appliquer ce même protocole chez le primate dont l’anatomie rénale est beaucoup plus proche de celle de l’Homme par rapport au porc afin de confirmer l’efficacité du transfert de gène et conforter à terme cette approche chez l’Homme. Cela permettra à terme de proposer un dossier de demande d’essai clinique complet. Les animaux sélectionnés pour ce projet sont de jeunes adultes.
Étude du remodelage in vivo d’une prothèse biologique pour traiter l’incontinence urinaire d’effort
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
Apporter la preuve qu'une prothèse biologique peut concurrencer les bandelettes synthétiques retirées de la clinique en Angleterre, au Canada et en Nouvelle-Zélande : 48 brebis sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune est opérée par voie vaginale sous péridurale pendant une à deux heures pour recevoir une bandelette sous-urétrale, à raison d'une brebis par demi-journée sur six jours, puis suivie deux à six mois. Les complications attendues comprennent des saignements abondants, une dysurie, des infections et des douleurs, et chaque lot de seize compte une brebis de remplacement prévue en cas de décès après l'opération. Toutes sont tuées à l'issue pour prélever les organes du bassin, sauf les remplaçantes non implantées, et le porteur retient des brebis de six ans et plus ayant mis bas au moins trois fois, pour mimer le relâchement des tissus vieillissants.
Objectifs
Ce projet a pour objectif d’apporter des preuves expérimentales qu’un greffon entièrement biologique a le potentiel de devenir une solution chirurgicale alternative pertinente au traitement de l’incontinence urinaire d’effort. Une comparaison avec les traitements chirurgicaux standards actuels (prothèse synthétique ou chirurgie autologue) est donc essentielle. Nous proposons un nouveau paradigme qui repose sur l’utilisation d’un matériau complètement biologique qui n’est ni chimiquement ni autrement dénaturé tel que son ultrastructure, similaire à un tissu natif, soit préservée pour favoriser son intégration dans les tissus de l’hôte.
Bénéfices attendus
L’incontinence urinaire d’effort est un problème médical important pour les femmes affectant 1 femme sur 5. Il s’agit de la fuite involontaire d’urine au cours de l’effort (sport, éternuements, toux, etc.). Plusieurs solutions chirurgicales existent. Bien que des chirurgies autologues existent, c’est-à-dire qui utilisent les tissus de la patiente (bandelettes de fascia lata ou rectus fascia) pour soutenir l’urètre, elles ont été moins favorisées en raison de la disponibilité et de la commodité des prothèses synthétiques. De plus, ces prothèses synthétiques, qui sont robustes et rigides, permettent d’apporter un soutien mécanique plus durable que les chirurgies autologues. En revanche, du fait de leur nature synthétique, elles sont reconnues comme un corps étranger et provoquent une « réaction à corps étranger » qui conduit à des complications parfois graves comme des douleurs chroniques et intenses, infections, expositions voire des perforations des organes par la bandelette synthétique. D’ailleurs, des rapports inquiétants de taux de complications élevés après l'implantation de prothèses synthétiques urogénitales pour le traitement de l’incontinence urinaire d’effort ont poussé les autorités réglementaires à renforcer leur surveillance et augmenter leur classification de niveau de risque au niveau maximal (IIb à III). Cela a conduit plusieurs pays comme l’Angleterre, le Canada et la Nouvelle-Zélande à ne plus utiliser les bandelettes sous-urétrales synthétiques en clinique. De plus, depuis 2019, les prothèses synthétiques implantables par voie vaginale pour traiter la « descente d’organes », qui est une pathologie souvent concomitante à l’incontinence urinaire d’effort, ont également été retirées du marché dans de nombreux pays comme la France, les États- Unis, l’Angleterre et la Nouvelle-Zélande. Il existe donc un besoin médical et sociétal important pour des innovations. Cette étude permettra de sélectionner les procédés de fabrication de nouvelles bandelettes complètement biologiques les plus adaptés pour produire une prothèse aux caractéristiques pertinentes pour l’utilisation clinique. Les gains attendus grâce à cette nouvelle technologie à long terme sont les suivants : (1) Pour les patientes : une grande amélioration de leur qualité de vie en limitant les risques de complications et de récidives. (2) Pour la société : une réduction des coûts en limitant les complications et les réopérations.
Procédures
Une intervention chirurgicale sous anesthésie loco-régionale, péridurale, sera réalisée sur les animaux. Les brebis seront implantées d’une bandelette sous-urétrale par voie vaginale pour traiter l’incontinence urinaire d’effort. Nous prévoyons un temps d’intervention d’environ 1 à 2h sur chaque animal. Les brebis seront donc opérées 1 par 1 sur chaque demi-journée pendant 6 jours (non consécutifs). Après l’opération, les animaux seront suivis pendant 2 et 6 mois. Dans le cas où des brebis venaient à décéder suite à l’intervention, nous prévoyons 1 animal supplémentaire en remplacement en cas de décès. Aucun prélèvement n'est prévu.
Impact sur les animaux
Le transport et la chirurgie peuvent générer de l'angoisse. Des risques de complications au cours de la chirurgie ou en post-opératoire peuvent être attendus comme : des saignements (abondants), dysurie (difficultés à la miction), infections, douleurs, souffrance et angoisse. La durée de ces nuisances ou effets indésirables sera réduite au maximum pour n’être que passagère en portant une attention particulière aux brebis tout au long du projet.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort (sauf les animaux supplémentaires prévus en cas de décès d’un animal à la suite de l’opération et qui n’auraient donc pas été implantés) à l'issue de l’expérimentation puisque les organes du bassin seront prélevés à des fins d'analyses histologiques.
Remplacement
Il est possible d’étudier très largement in vitro ce matériau complètement biologique produit par culture de cellules de peau humaine. En revanche, son étude in vivo à long terme chez l’animal reste limitée. À ce jour, aucun système de modélisation ne peut suppléer à l'utilisation d'un modèle animal étant donné la complexité du système immunitaire. Des modèles animaux immunosupprimés, notamment souris ou rats, ne peuvent pas mimer l’anatomie ni la physiologie humaine car ils sont trop petits. D’ailleurs, ces modèles ne permettent pas d’évaluer la prothèse dans une région anatomique pertinente (région abdominale uniquement). Ainsi, le recours au modèle de gros animal permettra d’évaluer, à long terme, la réponse immunitaire innée de l’hôte combinée à la réponse immunitaire adaptative (indisponible chez les animaux immunosupprimés) dans un contexte de greffe pertinent (prothèse biologique produite par des cellules de brebis et implantée dans une brebis) et une région anatomique pertinente (urogénitale) simulant les conditions cliniques.
Réduction
Au total, 48 brebis sont nécessaires (3 lots de 16 brebis : 15 implantées et 1 de remplacement dans chaque lot). Nos premiers objectifs sont de démontrer l'implantabilité et l’intégration tissulaire supérieure des prothèses biologiques en comparaison avec une prothèse synthétique sur la base d'une observation directe (exposition et rétraction de la prothèse) et d’une évaluation histologique de la réponse immunitaire (innée et adaptative) dans un modèle de gros animal mimant le contexte clinique. Nous souhaitons également étudier la réponse immunitaire aux différents traitements des prothèses biologiques qui pourraient être source d’immunogénicité ce qui entraînerait une dégradation rapide du matériau in vivo. Ces expérimentations sont conçues pour avoir recours à un nombre minimal d’animaux (3 brebis par groupe) permettant l’obtention de résultats fiables pour répondre aux objectifs fixés. D’après la littérature, nous estimons la probabilité d’exposition prothétique avec une prothèse synthétique standard à environ 33%, avec rétraction et marqueurs de la réaction à corps étranger localisés autour des fibres synthétiques. Nous attendons des résultats similaires. En revanche, nous n’attendons pas d’exposition avec la prothèse biologique, ni de marqueurs de la réaction à corps étranger et, moins voire pas de rétraction du greffon biologique, ce qui démontrerait la supériorité de ce matériau. Selon la variabilité observée avec les premiers animaux, nous pourrons répéter l’expérience pour, par exemple, ajouter des animaux à l’étude ou confirmer certains résultats ou tester des conditions de production des greffons biologiques supplémentaires ou ajouter une condition expérimentale (Ex : chirurgie autologue).
Raffinement
Tout au long de la procédure expérimentale, une attention particulière visant à réduire douleurs, souffrance et angoisse chez les brebis sera apportée. Le transport et la chirurgie peuvent générer de l’angoisse. La durée du trajet est limitée (45 min maximum), dans un véhicule adapté, en lot de 2 brebis (minimum), pour limiter l’isolement social. La douleur, la souffrance et l’angoisse seront réduites par une prémédication et gérées par une anesthésie loco- régionale avec un suivi des paramètres vitaux durant la procédure chirurgicale. Un protocole d’analgésie post- opératoire prédéfini est réalisé pour chaque animal. En dehors de cette période, les animaux seront transportés et gérés au sein de l’établissement utilisateur assurant l’hébergement en conditions d’hébergement avec des méthodes de raffinement et d’enrichissement du milieu adéquat à son espèce : groupe social, pierre à sel et brosses dans les parcs à disposition, foin et paille, paillage régulier, jeux de mâchage... Les animaux sont suivis quotidiennement par du personnel dédié et expérimenté. La chirurgie est réalisée sous péridurale avec analgésie pré, per et post-opératoire par admission d’antalgiques. Des points limites ont été identifiés et se situent principalement au niveau de l’hébergement (grille d’évaluation pour la surveillance des points limites). De plus, si les premiers animaux présentent une défaillance des fonctions vitales dans les heures ou premiers jours qui suivent l’intervention, le protocole sera interrompu. Si l’état de santé d’un animal est concerné par l’un des points limites identifiés ainsi que par toute autre observation jugée anormale, un examen vétérinaire approfondi est réalisé et le responsable du projet est contacté par l’établissement utilisateur assurant l’hébergement pour définir la conduite à tenir (prescription d’un traitement médical adapté, examens complémentaires, etc.). Si l’état de santé de l’animal ne s’améliore pas, le vétérinaire de l’établissement utilisateur assurant l’hébergement et le responsable du projet décideront de l’euthanasie.
Choix des espèces
Le modèle ovin montre de grandes similitudes anatomiques avec l’humain au niveau de sa région pelvienne. De plus, il s’agit d’un modèle de « descente d’organes » bien établi dans la littérature, qui est une pathologie très souvent concomitante à l’incontinence urinaire d’effort. Par ailleurs, d’après nos études précédentes menées au laboratoire, les cellules ovines sont les seules cellules qui ont permis d’obtenir un matériau similaire à celui produit par les cellules humaines, en comparaison avec d’autres modèles animaux comme le chien et le cochon. Ces cellules ont été extraites, purifiées et amplifiées à partir de biopsies de peau récupérées sur des brebis post-mortem. L’espèce a donc été sélectionnée pour permettre l’étude de la réponse immunitaire complète ainsi que le remodelage des prothèses biologiques par les cellules de l’hôte. Nous souhaitons réaliser une implantation de bandelette sous-urétrales dans des brebis âgées (≥ 6 ans) et grandes multipares (≥ 3 mises bas) pour mimer le relâchement des tissus vieillissants (manque de tonus musculaire).
Création, amplification et archivage de lignées de souris génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système urogénital
28 150 souris vont être utilisées, chaque femelle porteuse recevant cinq injections et une chirurgie de transfert d'embryons de cinq minutes, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Les donneuses sont stimulées par deux injections d'hormones à quarante-huit heures d'intervalle puis tuées pour récupérer leurs embryons. Les porteuses sont tuées le lendemain de la mise bas théorique ou au sevrage de leurs petits, l'établissement indiquant ne pas pouvoir les réutiliser après une chirurgie. Ce travail se vend : le porteur écrit que la quantité d'animaux a été adaptée pour remplir les conditions stipulées dans les contrats avec les clients, et qu'il n'y a donc pas d'approche statistique.
Objectifs
Notre travail est de créer, d’amplifier et d’archiver des lignées de souris génétiquement modifiées. Ces lignées peuvent devenir des modèles de maladies humaines et vont permettre de mieux comprendre leurs processus de développement. Ces modèles peuvent également répondre à d’autres intérêts scientifiques tout aussi importants (comme par exemple devenir des modèles de choix pour la recherche fondamentale). Ces rongeurs, en tant que modèle de maladies humaines, vont également permettre de tester des médicaments et de valider (ou d’invalider) des cibles thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Notre coeur de métier est la création, l'amplification et l'archivage de lignées génétiquement modifiées de souris pour le service des chercheurs et de la commumauté scientifique. Notre rôle est de fournir aux chercheurs des lignées précises, établies et robustes en améliorant sans cesse nos techniques afin de répondre aux exigences de réduction et raffinement. La réduction du nombre d'animaux utilisés et leur bien-être est une préoccupation permanente.
Procédures
Les souris donneuses d'embryons vont subir 2 injections d'hormones à 48h d'intervalle pour stimuler la production d'embryons. Certaines souris, futures mères-porteuses seront synchronisées par 2 injections d'un composé chimique à 24h d'intevalle. Ces actes rapides se font sur animaux vigiles et sous contention. Les souris mères-porteuses recevront lors de la chirurgie de transfert d'embryons : Une injection d'analgésique 30 minutes avant l'injection du cocktail anesthésique (actes rapides, sur animaux vigiles sous contention). Une fois l'endormissment suffisamment profond, la chirugie est réalisée. Elle dure environ 5 minutes par animal. Avant le réveil des animaux, une dernière injection d'anti-inflammatoire combinée à une réhydratation sera pratiquée. Chaque femelle mère porteuse recevra au total 5 injections. (synchronisation x 2, analgésique, anesthésique et anti-inflammatoire/réhydratation).
Impact sur les animaux
Les souris peuvent ressentir un léger stress de courte durée lors des manipulation/contentions pour réaliser les différentes injections. Lors des injections des différents produits utilisés dans cette procédure, les animaux vont sentir une légère douleur de courte durée, le temps de l'introduction de l'aiguille. Lors des chirurgies, la plaie générée peut s'inflammer ou s'infecter dans de très rares cas. Les animaux en post chirurgie peuvent s'attaquer à leur cicatrice (automutilation).
Devenir
Les donneuses d'embryons seront mises à mort pour récupérer les embryons au stade souhaité. Pour les mères-porteuses, dès lors qu'il y a eu chirurgie de transfet d'embryons, elle seront mises à mort soit le lendemain de la mise bas théorique pour pratiquer une césarienne, si elles n'ont pas mis bas naturellement, ou au plus tard au sevrage de leurs petits (soit 3-4 semaines post partum). Nous ne pouvons pas les réutiliser comme reproductrices ou de nouveau mère porteuses, ayant déjà subi une chirurgie.
Remplacement
Nous n'avons pas d’autre possibilité que le recours à l’animal vivant pour toutes ces techniques de création, d'amplification et d'archivage de lignées de souris génétiquement modifiées. L'état actuel de nos connaissances ne permettent pas de s'affranchir d'utiliser des animaux en recherche fondamentale ou appliquée.
Réduction
La réduction du nombre d'animaux utilisés et leur bien-être est une préoccupation permanente. L’amélioration des techniques permet sans cesse de répondre aux exigences de réduction et de raffinement. Le raffinement de nos techniques de transgénèse, de procréation médicalement assistée et de cryoconservation permet de générer de moins en moins d'animaux pour l'ensemble des prestations de l'institut, ce qui permet de réduire de manière importante la quantité d'animaux générés. La superovulation de jeunes femelles va permettre d’augmenter le nombre d’embryons produits par femelle et ainsi réduire considérablement le nombre d’animaux donneurs utilisés. La synchronisation des femelles va permettre une forte réduction du nombre de femelles futures mères-porteuse en stock. En revanche, cette technique n'est applicable que pour les transferts d'embryons au stade 1 et 2 cellules. Les souches de mères-porteuses choisies sont d’excellentes mères, calmes. Elles peuvent donner naissance à de grandes portées de nouveau-nés. Ce qui permet de réduire significativement le nombre de femelles mère-porteuses utilisées. Ces techniques sont utilisées en prestation de service, la quantité d'animaux utilisée a été adaptée pour chaque procédure afin de remplir les conditions stipulées dans les contrats avec les clients. Il n'y a donc pas d'approche statistique.
Raffinement
Le personnel en charge de cette étude est habitué à ces gestes techniques car ils sont pratiqués en routine depuis des années dans notre laboratoire. Les femelles restent sous surveillance après leurs injections, afin d’observer aucune apparence physique externe de souffrance. Lors de la chirurgie, les animaux sont anesthésiés et reçoivent un traitement antalgique adapté à ce type de procédure. Du gel oculaire est placé systématiquement sur les yeux des animaux anesthésiés afin de prévenir tout dommage de la cornée de l’animal. De plus, les animaux anesthésiés sont placés sur une plaque chauffante pour palier toute déperdition de chaleur liée à l’anesthésie. Une injection conjointe de sérum physiologique tiédi sera réalisée pour compenser les pertes hydriques liées à la chirurgie et limiter la déperdition de chaleur. Cette compensation a pour objectif de permettre aux animaux une récupération idéale post chirurgie. Les animaux opérés restent en observation jusqu’à leur complet réveil en bonne forme, dans leur cage placée sur une platine chauffante à 37°C. Nos souris sont hébergées en cages ventilées, en groupe dans la mesure du possible, avec de l'enrichissement : nids, croquettes de nourriture au fond de la cage.
Choix des espèces
La souris est un très bon modèle d'expérimentation animale car elle est de petite taille, son génome est parfaitement connu et elle a un taux de reproduction très rapide. Elles sont de très bons modèles expérimentaux puisque 99% de leurs gènes présentent un gène homologue chez l'Homme. Elle est couramment utilisé par les chercheurs pour des créations de lignées transgéniques. Les femelles utilisées pour produire les embryons sont prépubères car elles répondent mieux aux traitements hormonal de superovulation. (réduit le nombre de femelles donneuses utilisées) Les mères-porteuses utilisées sont de jeunes adultes matures. La souche choisie, est connue pour être d’excellentes mères, très calmes, qui peuvent donner naissance à de grandes portées de nouveau-nés, ce qui permet de réduire significativement le nombre de femelles mères porteuses utilisées.
Étude comparative de la reprise fonctionnelle post-transplantation rénale sur modèle porcin à partir d’organes génétiquement modifiés soumis à diverses techniques de conservation
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
Arrivés dix jours avant l'opération, âgés de deux à trois mois, 30 porcelets sont répartis en cinq groupes, les uns recevant un rein de porc génétiquement modifié importé des États-Unis au cours d'une chirurgie de deux heures trente, les autres subissant l'ablation d'un rein ou une opération factice. Ils passent ensuite quatorze jours seuls en cage métabolique, sous immunosuppresseurs, avec trente prises de sang, quatorze recueils d'urine et quatre biopsies sous anesthésie. Les procédures sont déclarées d'un niveau de souffrance sévère, et le porteur annonce des douleurs postopératoires, des hématomes, des abcès possibles et des infections opportunistes liées au traitement. Tous sont tués à la fin de l'étude, au nom de la biosécurité des animaux génétiquement modifiés et des analyses post-mortem.
Objectifs
La transplantation d’organes constitue aujourd’hui un traitement indispensable pour de nombreux patients atteints de maladies graves. Cependant, la pénurie de greffons humains reste un problème majeur. Une piste de recherche innovante est la xénotransplantation, c’est-à-dire l’utilisation d’organes animaux (en particulier de porc) modifiés génétiquement pour être compatibles avec l’organisme humain. Le porc est une espèce de choix car son système urinaire est proche de celui de l’humain, et la transplantation rénale a déjà été largement étudiée dans ce modèle. Ces organes ne peuvent être produits que dans des conditions très particulières : élevages hautement sécurisés, exempts de pathogènes, et grâce à des techniques de modifications génétiques complexes. Actuellement, ces infrastructures de pointe existent surtout aux États-Unis, où les premiers greffons porcins génétiquement modifiés ont été développés. Une question essentielle est donc de savoir s’il est possible d’importer ces organes jusqu’en Europe, tout en garantissant leur bonne conservation et leur capacité à fonctionner après transplantation. Le projet vise à tester cette faisabilité dans un modèle porcin, par analogie avec la transplantation humaine. Concrètement, des reins de porcs génétiquement modifiés seront transportés depuis les États-Unis jusqu’en France selon différentes modalités de conservation (méthodes de préservation statique et perfusions hypothermiques). Ces greffons seront ensuite transplantés dans des porcs receveurs, eux-mêmes soumis à un traitement immunosuppresseur, comme ce serait le cas pour un patient humain après une greffe. Afin d’interpréter correctement les résultats, des groupes contrôles seront également constitués : des animaux subiront une intervention factice (sans greffe) ou une simple ablation d’un rein. Cela permettra de distinguer les effets propres à la chirurgie, à l’immunosuppression et à la conservation des greffons. L’objectif final est de déterminer si un transport transatlantique d’organes de porc génétiquement modifiés est réalisable, et si ces greffons sont capables de reprendre une fonction satisfaisante après transplantation. Ces résultats permettront de préparer de futures applications cliniques et d’accélérer le développement d’une solution durable au manque d’organes humains.
Bénéfices attendus
Le projet vise à répondre à un problème de santé publique majeur : la pénurie d’organes disponibles pour la transplantation. Chaque année, de nombreux patients meurent faute de greffon compatible. La xénotransplantation, c’est-à-dire l’utilisation d’organes de porc génétiquement modifiés, représente une solution potentielle à ce manque. L’un des principaux obstacles à son développement en Europe est la difficulté à produire localement ces organes, qui nécessitent des élevages hautement spécialisés et coûteux. Actuellement, ces infrastructures existent surtout aux États-Unis. Il devient donc essentiel de savoir si un transport transatlantique est possible tout en garantissant la viabilité des organes. Ce projet apportera plusieurs bénéfices concrets : • Évaluer la faisabilité en France : il permettra de savoir si des greffons développés aux États-Unis peuvent être utilisés en France, ouvrant la voie à de futures applications cliniques. • Tester différentes méthodes de transport et de conservation : en comparant plusieurs techniques, il sera possible d’identifier la meilleure solution pour préserver les organes. • Préparer l’utilisation d’autres organes : les résultats obtenus sur le rein pourraient s’appliquer non seulement à d’autres reins disponibles aux États-Unis mais non utilisés localement, mais aussi à d’autres organes comme le foie ou le coeur. • Accélérer l’accès aux patients : à terme, ces travaux pourraient réduire les délais d’attente pour une greffe et sauver des vies.
Procédures
Pour les animaux des groupes avec retrait des reins et transplantation : procédure chirurgicale sous anesthésie générale avec analgésie per et postopératoire et surveillance, d'une durée de 2h30. Pour les animaux du groupe contrôle avec retrait d'un rein : procédure chirurgicale sous anesthésie générale avec analgésie per et postopératoire et surveillance, d'une durée de 1h30. Pour les animaux du groupe contrôle intervention factice : procédure chirurgicale sous anesthésie générale avec analgésie per et postopératoire et surveillance, d'une durée de 1h. Pour tous les animaux : 3 prises de sang sous anesthésie générale en début et fin de chirurgie. 30 prélèvements sanguins sur animal vigile, à l’aide d’un cathéter posé lors de la procédure initiale (durée 5 minutes). 14 prélèvements d’urine en cage métabolique. Hébergement individuel en cage métabolique durant 14 jours post greffe. 4 prélèvements de tissus par biopsie sous anesthésie générale (durée 20 minutes chacun).
Impact sur les animaux
Durant les 14 jours de l’étude, les animaux seront maintenus en cage métabolique individuelle afin de permettre un suivi clinique, biologique et fonctionnel rapproché. Cette période implique un isolement relatif (contacts visuels et olfactifs avec les congénères maintenus) et une limitation des déplacements, susceptibles de générer un stress. Des prélèvements sanguins réguliers seront nécessaires pour le suivi de la fonction de l’organe greffé, ainsi que pour l’ajustement du traitement immunosuppresseur. Ces manipulations peuvent occasionner une gêne temporaire, un risque d’infection locale. L’injection pour la première anesthésie peut provoquer une douleur ainsi qu’un hématome, et la contention lors de cette injection peut engendrer du stress. Les interventions chirurgicales majeures (transplantation rénale, néphrectomie simple ou intervention factive) sont susceptibles d’entraîner des douleurs postopératoires,. Des complications opératoires peuvent survenir, telles qu’un hématome ou un abcès. Enfin, l’administration prolongée d’un traitement immunosuppresseur expose les animaux à des effets secondaires potentiels, notamment des troubles digestifs (diarrhées), une altération de l’état général ou des infections opportunistes.
Devenir
L'ensemble des animaux seront euthanasiés à l'issue du projet, pour plusieurs raisons scientifiques, médicales et éthiques, qui ne permettent pas d’envisager le maintien en vie des animaux après la fin de l’étude. Tout d’abord, les greffes réalisées dans ce protocole utilisent des organes de porcs génétiquement modifiés, spécifiquement développés pour limiter le rejet immunologique et permettre une meilleure compatibilité avec l’organisme receveur. Ces organes sont importés depuis les États-Unis dans des conditions très contrôlées. Pour des raisons de biosécurité et afin d’éviter toute diffusion d’animaux génétiquement modifiés dans l’environnement, il n’est pas possible de conserver ces porcs au-delà de la durée de l’expérimentation. Ensuite, les animaux greffés sont soumis à un traitement immunosuppresseur intensif, nécessaire pour éviter le rejet de l’organe. Ce traitement, comparable à celui reçu par les patients transplantés, expose néanmoins les animaux à un risque élevé d’infections et à une fragilité importante de leur état de santé à long terme. Le maintien prolongé en vie des animaux sous cette médication ne serait ni justifiable scientifiquement, ni acceptable d’un point de vue éthique en raison des souffrances potentielles. Par ailleurs, même dans les groupes témoins (chirurgie factice ou néphrectomie simple), la valeur scientifique des observations repose sur la comparaison de résultats entre groupes à un moment donné. Prolonger la vie de ces animaux ne contribuerait pas à l’objectif de l’étude et n’apporterait pas d’informations supplémentaires. L'euthanasie permet en revanche de réaliser des analyses post-mortem détaillées (examens histologiques et biologiques des organes et tissus), indispensables pour comprendre les mécanismes de la reprise ou de l’échec fonctionnel des greffes.
Remplacement
À ce jour, il n’existe pas d’alternative satisfaisante à l’utilisation d’animaux vivants pour atteindre les objectifs scientifiques de ce projet. L’évaluation de la fonction d’un organe transplanté nécessite un organisme vivant avec une circulation systémique, une réponse immunitaire complète et un métabolisme fonctionnel permettant d’observer la reprise de fonction, les interactions tissulaires et les phénomènes de rejet. Des dispositifs de perfusion ex vivo peuvent être utilisés pour évaluer temporairement la viabilité d’un organe. Toutefois, ces systèmes présentent des limites majeures : ils ne permettent pas d’observer une reprise fonctionnelle sur le moyen ou long terme ni de modéliser la réponse immunitaire. De plus, leur durée d’utilisation est limitée à quelques heures, sans possibilité de suivi dynamique sur plusieurs jours ou semaines. L’autre alternative théorique consisterait à utiliser un modèle cadavérique. Cependant, ces modèles ne disposent pas d’une circulation active ni d’une fonction métabolique permettant une perfusion des organes transplantés. Ils sont donc inadaptés à l’évaluation fonctionnelle et immunologique post-greffe. Le recours à un modèle animal vivant est ici indispensable pour cette étude préclinique, qui vise à évaluer de manière dynamique la reprise fonctionnelle d’organes porcins génétiquement modifiés après transplantation, ainsi que l’impact de différentes modalités de conservation et de transport. Ces données sont cruciales pour garantir la sécurité et l’efficacité des futures applications chez l’humain. Les connaissances acquises dans ce modèle sont une étape incontournable avant toute application clinique, en cohérence avec les exigences réglementaires et éthiques internationales en matière de xénotransplantation.
Réduction
Cinq groupes expérimentaux de 6 porcs sont constitués, soit un total de 30 animaux. Cette étude constitue une étude pilote de faisabilité et de comparaison, visant à évaluer différentes modalités de conservation des greffons dans un modèle préclinique de xénotransplantation. Son objectif est essentiellement descriptif et exploratoire : les données générées permettront d’alimenter et de calibrer des études ultérieures de plus grande envergure. Compte tenu de ce caractère exploratoire, il n’est pas possible de calculer un nombre de sujets nécessaires, cependant le nombre de porcs est déterminé suite aux résultats d'un protocole préalablement réalisé dans l’établissement. De plus, une analyse approfondie des données déjà disponibles dans la littérature scientifique et une consultation avec des experts en transplantation ont permis de valider ces effectifs. En complément, des critères fonctionnels secondaires (notamment biologiques et cliniques) seront recueillis pour affiner l’évaluation de la reprise de fonction du greffon et enrichir l’interprétation des résultats. Enfin, compte tenu de la complexité chirurgicale et des risques inhérents à ce type de modèle expérimental (perte de greffon, complication opératoire imprévisible), il est nécessaire de prévoir un effectif minimal permettant de garantir la validité scientifique de l’étude, tout en respectant l’exigence de réduire autant que possible le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Les animaux arriveront 10 jours avant la chirurgie sur la plateforme pour s’acclimater aux locaux et au personnel. Ils seront hébergés en cases collectives dans une salle climatisée. L’enrichissement du milieu sera assuré par l’ajout de paille, de bidons et de jouets adaptés. Les chirurgies seront réalisées sous anesthésie générale. Une antibioprophylaxie sera administrée pendant 7 jours. La douleur sera prise en charge par une analgésie multimodale. Une surveillance vidéo sera mise en place. Les animaux seront placés en cage métabolique pendant la durée du projet pour le suivi fonctionnel rapproché, avec limitation des déplacements. Afin d’atténuer l’impact de cet isolement, plusieurs animaux seront suivis en parallèle, et les cages seront proches pour permettre un contact visuel, auditif et olfactif entre congénères. Durant tout leur séjour sur la plateforme, les animaux seront manipulés avec douceur et dans le calme, des récompenses (caresses, sucreries) seront dispensées après chaque acte. Des critères de surveillance quotidiens seront appliqués. En cas de signes d’altération de l’état général, une évaluation sera immédiatement menée avec le vétérinaire référent, le porteur du projet et le responsable du bien-être animal. Un bilan biologique et d’imagerie sera réalisé si nécessaire, avec une reprise chirurgicale possible. Des points limites seront définis; leur atteinte entraînera une décision d’euthanasie anticipée si aucune amélioration rapide n’est attendue. L’euthanasie sera alors pratiquée sous anesthésie générale. Les potentiels effets secondaires liés au traitement immunosupresseur seront surveillés attentivement et feront l’objet d’un traitement symptomatique adapté.
Choix des espèces
Le choix du porc comme espèce expérimentale est motivé par sa grande pertinence scientifique et translationnelle. Sur le plan anatomique et physiologique, le système urinaire porcin est très proche de celui de l’humain, ce qui en fait un modèle particulièrement adapté pour l’étude de la transplantation rénale. De plus, les organes génétiquement modifiés actuellement développés pour la xénotransplantation sont issus de porcs : dans le cadre de ce projet, l’utilisation du porc permet donc de recréer une situation d’“allotransplantation” parfaitement représentative de ce qui est envisagé en clinique humaine. La transplantation rénale chez le porc est une technique bien décrite, largement utilisée dans la recherche expérimentale et reconnue comme modèle de référence pour l’analyse des phénomènes d’ischémie-reperfusion. Ainsi, l’utilisation de cette espèce garantit à la fois la faisabilité technique, la robustesse des résultats et leur pertinence directe pour la médecine humaine Les animaux utilisés seront des porcelets âgés de 2 à 3 mois, pesant entre 30 et 40 kg. Cette tranche d’âge a été choisie car elle permet une taille corporelle compatible avec les organes porcins génétiquement modifiés prélevés aux États-Unis, assurant ainsi la faisabilité des transplantations. Elle offre également une configuration anatomique et vasculaire suffisamment proche de celle de l’humain pour la réalisation des gestes chirurgicaux complexes, tout en conservant un poids et un gabarit permettant de manipuler et de surveiller l’animal pendant le suivi post-greffe. Ce stade de développement constitue un compromis optimal entre maturité physiologique, tolérance à la chirurgie et conditions de suivi expérimental.
Étude, chez la souris, de la pharmacocinétique et de l’efficacité d’un nouveau traitement pour une maladie rénale rare humaine.
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
Trois injections déclenchent une maladie rénale, puis jusqu'à dix-huit administrations du composé à tester s'enchaînent sur quinze jours, entrecoupées de trois prélèvements sanguins. Entre-temps, chaque souris passe jusqu'à trois fois vingt-quatre heures seule en cage à recueil d'urine. 2 628 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec pour effets attendus une souffrance, de rares œdèmes et une fatigue liées à la glomérulonéphrite induite. Toutes sont tuées en fin de procédure parce que leurs reins doivent être examinés au microscope.
Objectifs
Contexte : Le projet vise à évaluer le potentiel d’un composé innovant pour le traitement d’une maladie rénale rare nommée la glomérulonéphrite à croissants. Cette maladie est due à une agression du système immunitaire contre les reins, entraînant une dégradation rapide de la fonction rénale et, en l’absence de traitement, une insuffisance rénale terminale. Les traitements actuellement disponibles ciblent uniquement le système immunitaire, sans protéger directement le rein. Ils sont par ailleurs associés à de nombreux effets secondaires graves. Dans 20% des cas, les patients décèdent dans un délai de 2 ans et jusqu’à 70% des patients présentent une perte totale de la fonction rénale dans les 5 ans. Lors d’études précédentes, nous avons identifié et optimisé un composé ciblant spécifiquement la prolifération cellulaire responsable des lésions irréversibles des reins et qui constituerait donc un candidat thérapeutique pour cette pathologie, répondant ainsi à un besoin médical urgent et actuellement non satisfait. Objectif : Le projet vise à identifier la dose optimale et les paramètres d’administration permettant de garantir une efficacité maximale tout en minimisant les effets secondaires indésirables potentiels de notre composé. Nous réaliserons cette étude en recourant à un modèle spécifique de souris chez qui nous mimerons la maladie. Pour répondre à notre objectif, il est impératif que nous testions 1°) plusieurs doses de notre composé (1 dose dite thérapeutique et 2 autres doses encadrant cette dose afin de réaliser une analyse dose-réponse de notre composé), 2°) différentes voies d’administration (la voie sous-cutanée représentant la voie thérapeutique qui sera utilisée chez l’Homme et la voie intraveineuse qui est nécessaire pour calculer la biodisponibilité de notre composé par voie sous-cutanée), 3°) différents groupes de souris (malades ou non pour vérifier l’efficacité de notre composé).
Bénéfices attendus
Le développement de notre composé représente une solution innovante ciblant les processus inflammatoires et les lésions rénales dans une maladie rénale rare humaine. En réduisant l’inflammation, la prolifération cellulaire et en protégeant les reins, notre composé peut transformer la prise en charge de cette maladie qui ne possède pas de traitement spécifique actuellement et qui est responsable d’une importante mortalité. Ce projet permettra de définir précisément la dose minimale efficace et le schéma d’administration optimal, garantissant une efficacité maximale tout en minimisant les effets secondaires et les risques pour les patients. Ce projet contribuera aussi à renforcer la compréhension des mécanismes de cette maladie, tout en validant notre composé en tant que médicament. Notre composé offre une opportunité unique d’améliorer les perspectives de survie et la qualité de vie des patients. Notre composé pourrait également réduire de manière significative les coûts liés à la prise en charge de cette maladie. En conclusion, ce projet combine une potentielle future avancée thérapeutique majeure répondant à un besoin médical urgent pour les patients, tout en renforçant l’innovation scientifique dans le domaine des maladies rénales rares.
Procédures
Certains animaux seront soumis à trois administrations de molécules d’une durée de quelques secondes qui entraineront le développement d’une maladie rénale durant une période de 15 jours. Une à plusieurs administrations (au maximum 18), d’une durée de quelques secondes, du composé thérapeutique étudié dans ce projet seront réalisées durant une période de 15 jours. Au maximum, trois prélèvements sanguins d’une durée d’une minute et répartis sur une période de 15 jours seront effectués pour chaque animal. Les souris seront hébergées individuellement durant 24 heures dans des cages spéciales permettant de recueillir les urines, au maximum à trois reprises réparties sur une période de 15 jours.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus lors de l’étude sont une souffrance, de rares œdèmes et une fatigue occasionnée par le développement de la maladie rénale que nous induirons par injection et qui s’étendra sur 15 jours, une douleur au niveau du point d’administration des molécules induisant la maladie (qui durera quelques minutes à quelques heures), une douleur au niveau du point d’administration du composé thérapeutique étudié (qui durera quelques minutes à quelques heures), un stress dû aux manipulations des animaux pendant les procédures expérimentales (qui ne durera que de brèves minutes) et un stress lié à l’hébergement individuel temporaire nécessaire pour le recueil des urines
Devenir
Les animaux sont mis à mort en fin de procédure car il est indispensable de prélever leurs reins pour faire des analyses microscopiques poussées. Ces examens permettent d’évaluer la mise en place de la maladie et l’effet protecteur de notre composé-médicament dans les reins.
Remplacement
Nous avons utilisé des tests in vitro pour mettre au point notre composé-médicament et pour étudier son mode d’action et ses performances. Cependant, aucun système in vitro ne permet de remplacer un organisme entier complexe avec son appareil circulatoire et l’ensemble de ses organes, dont le foie et le rein en particulier, pour caractériser notre composé-médicament. De même, il n’est pas possible d’utiliser des systèmes in vitro pour reproduire une maladie aussi complexe que celle étudiée dans ce projet qui nécessite des interactions entre les systèmes immunitaire, vasculaire et rénal ; et mesurer la capacité de notre composé-médicament à prévenir les atteintes liées à cette maladie.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés a été défini et calculé précisément comme le nombre minimum nécessaire pour être en mesure de mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés. Pour établir l’efficacité thérapeutique de notre composé tout en réduisant le nombre total d’animaux, nous intégrerons au fur et à mesure du projet les données issues de chacune des expériences. Cette intégration progressive des données permettra, par exemple, de réduire le nombre de dose de composé à tester au minimum pour une analyse dose-réponse pertinente, ou encore de définir le meilleur schéma thérapeutique de notre composé (moment de la maladie où le composé doit être administré et durée optimale du traitement). Grâce à cette intégration au fur et à mesure des données, nous serons en mesure d’adapter notre plan global et de limiter nos expériences aux seules nécessaires au vu des données précédentes. Les conditions expérimentales (souche, âge, sexe, induction, traitement, analyses) seront strictement identiques durant le déroulement de l’ensemble de ce projet. Tous les paramètres secondaires (sanguins, urinaires, histologiques) seront mesurés sur les mêmes animaux pour limiter le nombre total utilisé.
Raffinement
Tous les animaux seront hébergés en groupe dans un milieu enrichi comprenant des maisons et des tunnels en carton, de la paille ou du mouchoir en papier pour leur nid, et des bâtonnets en bois à ronger. Le modèle de souris transgénique utilisé dans cette étude n’induit aucun phénotype dommageable. La maladie rénale fera l’objet d’une surveillance quotidienne accrue tout au long du déroulement des expériences. Afin de détecter et de limiter la souffrance et/ou le stress des animaux lié à cette maladie, une surveillance de leur état général et leur comportement sera réalisée grâce à un ensemble d’indicateurs suffisamment prédictifs et spécifiques au projet. Dans les cas rares où les indicateurs révéleraient un état anormal, une évaluation précise de l’état général de l’animal sera réalisée, et les interventions nécessaires seront mises en œuvre, conformément aux recommandations vétérinaires. Pour réduire ou supprimer la douleur et le stress relatifs aux administrations et aux prélèvements sanguins, une pommade analgésique sera appliquée localement sur le site d’administration ou de prélèvement et ces actes seront réalisées dans une pièce au calme sans passage avec une anesthésie gazeuse légère des animaux sur un tapis chauffant. Pour chaque souris, pas plus de deux administrations par jour et un prélèvement sanguin par semaine ne seront effectués. Pour minimiser le stress lié à l’hébergement individuel temporaire pour recueillir les urines, les animaux maintiendront un contact visuel, olfactif et auditif car les cages sont transparentes, semi-ouvertes et localisées dans la même pièce que les autres cages. De plus, des bâtonnets à ronger et des jeux suspendus seront ajoutés dans ces cages.
Choix des espèces
La souris est l’espèce de référence pour modéliser cette maladie rénale rare. Elle permet une induction maîtrisée et reproductible de la maladie, avec des marqueurs cliniques, biologiques et histologiques proches de l’humain. Sa petite taille, sa rapidité d’expérimentation et les outils disponibles en font un modèle pertinent et reconnu pour les études pharmacologiques et d’efficacité thérapeutique. L’utilisation d’un modèle spécifique de souris est pertinente car elle garantit ainsi la validation pharmacologique de notre médicament dans cette étude. Ce modèle n’induit pas de phénotype dommageable chez la souris. Les souris utilisées seront de jeunes adultes de 6 à 12 semaines car la pathologie étudiée se développe essentiellement chez les adultes. Nous n'utiliserons pas d'animaux trop vieux afin de nous affranchir des modifications des fonctions rénales dues à l'âge et qui pourraient interférer avec nos résultats. Des mâles et des femelles en nombre égal seront utilisés car l’exposition au composé-médicament semble différente entre mâles et femelles selon des études préliminaires.
Aspiration des ovocytes chez la jument pour développer l’acte de « INTRA CYTOPLASMA SPERM INJECTION » en France.
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
Les dix juments ne sont pas tuées à l'issue, le porteur prévoyant de les réutiliser dans d'autres procédures après un temps de repos. Elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, à raison de six prélèvements par an au maximum. Chaque prélèvement d'ovocytes par ponction transvaginale dure moins de trente minutes, sous sédation et analgésie sur animal vigile, et il est précédé de cinq à six examens gynécologiques espacés de douze à quarante-huit heures. La finalité est commerciale, mettre sur le marché français des embryons équins produits par injection intracytoplasmique de spermatozoïdes, la filière équine étant décrite comme ayant un "besoin" continu d'amélioration génétique.
Objectifs
La filière équine a un besoin continu d'amélioration génétique. Le développement de l’ICSI (Intra Cytoplasmic Sperm Injection) pour les équidés en France va faciliter des croisements et la reproduction de juments ou téalons qui jusqu'ici n'étaient pas fertiles et aussi faciliter la production d'embryon destinés à l'implantation sur des juments porteuses. A l’heure actuelle, il n’y a pas encore de laboratoire qui puisse assurer la production et la commercialisation d’embryons équins par technique ICSI sur des ovocytes équins en France. Tous les ovocytes récoltés des chevaux/ poneys en France sont prélevés sur des juments vivantes puis envoyés à l’étranger pour la production des embryons post-ICSI
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont la validation d’une technique in vitro d’ICSI pour la mise à disposition d’embryons équins sur le marché français.
Procédures
Les interventions sont équivalentes à celles que subiraient les juments à qui on prélèvera des ovocytes avant de réaliser une fécondation in vitro. Elles consistent en des examens gynécologiques répétés plusieurs jours de suite, ainsi que des prélèvements ovariens par ponction transvaginale. Les examens gynécologiques durent moins de 5 minutes et sont au nombre de 5 à 6 avant chaque prélèvement, espacés de 12 à 48 heures. Ils sont plus fréquents à l’approche du prélèvement. Le prélèvement dure moins de 30 minutes. Un maximum de 6 prélèvements par an est prévu.
Impact sur les animaux
Les nuisances de ces interventions sont un légère douleur locale liée à l'examen gynécologique. Les ponctions ovocytaires sont une douleur passagère liée à l'introduction d'un aiguille par voie intra abdominale.
Devenir
Les juments sont temporairement utilisées dans ce projet, qui prévoit des pratiques de médecine vétérinaire classique, sans impact sur leur santé. Elles pourront alors être réutilisées pour d'autres procédures après un temps de repos.
Remplacement
La technique d'ICSI est connue dans plusieurs espèces animales et publiée. Le laboratoire connaît bien la façon de traiter les cellules et les cultiver. En revanche, il pour la mise au point précise de la technique, il est nécessaire de réaliser quelques essais avec des ovocytes prélevés sur juments vivantes en bonne santé pour valider et standardiser les techniques.
Réduction
Le nombre d'animaux sera limité au nombre nécessaire à réaliser des prélèvements d'ovocytes jusqu'à ce que la technique soit validée et standardisée. On ne peut pas en revanche trop réduire le nombre de juments pour éviter de trop solliciter un nombre trop réduit de juments.
Raffinement
Un programme d'enrichissement sera mis en place. Ce dernier comprendra des enrichissements structuraux (congénère dans le box adjacent pour un contact visuel, olfactif et sonore permanent, une pierre à sel laissée à disposition), une litière confortable et épaisse de paille pour le repos en décubitus, un jouet (ballon), des friandises (carottes, bonbons) distribués quotidiennement par les soigneurs, de la musique d'ambiance diffusée pendant la journée à un volume raisonnable dans le but de réduire le stress. Les juments, issues d’un troupeau à visée pédagogique, seront déjà acclimatées à leur environnement (lieu de vie, pré et boxe, personnel, congénères) depuis plusieurs mois et ont déjà bénéficié d’une période d’habitation (training aux actes techniques et manipulations) avant le début du projet. Ce programme d’habituation est associé à du renforcement positif (ex : distribution de récompenses) ce qui permettra de réduire le stress des animaux lié aux manipulations. Les animaux seront suivis individuellement et trois fois par jour tout au long de l'étude pour détecter tout signe de stress ou de douleur. Un examen échographique de contrôle des ovaires et de l’utérus sera effectué à 24h post-aspiration. Le personnel soignant veillera à garder une interaction quotidienne avec chaque animal. Les temps de repos accordés aux juments entre les prélèvements respecteront les recommandations éthiques en vigueur au sein de l’établissement utilisateur. Les prélèvements seront réalisés sous sédation et analgésie. Un traitement analgésique post-opératoire sera également mis en place. Les prélèvements ovocytaires seront réalisés sur animal vigile et sédaté, car l'anesthésie générale engendre un stress et un risque plus important pour l'animal que la procédure elle-même. Des points limites précoces ont été déterminés afin de prendre en charge toute forme de douleur ou de souffrance. En cas d’atteinte d’un de ces points, l’animal concerné sera pris en charge et hospitalisé en clinique spécialisée, selon les recommandations du vétérinaire. L’arrêt du protocole sera envisagé si l’animal ne répond pas au traitement ou si son état se dégrade (sous la responsabilité du vétérinaire).
Choix des espèces
L’objectif est de pouvoir produire des embryons équins in vitro ; il est indispensable d'avoir recours à l’espèce animale cible. Des juments adultes, sexuellement matures (> 3 ans) seront utilisés dans ce projet. Les juments de plus de 15 ans à fertilité potentiellement diminuée, ne seront pas utilisées afin de limiter les échecs de la récolte ovocytaire.
Évaluation de l’utilisation de la machine de perfusion hypothermique sur les transplants rénaux rejetés sur échec de canulation des donneurs du protocole Maastricht 3.
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Troubles urogénitaux
Vingt cochons sont ouverts sous anesthésie générale pour qu'on leur retire les reins, puis tués sans reprise de conscience, et quarante autres reçoivent un rein greffé au cours d'une intervention de trois heures. Les receveurs, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, passent ensuite sept jours seuls en cage métabolique avec une prise de sang quotidienne sur cathéter central et un risque d'insuffisance rénale aiguë, avant d'être tués à leur tour pour analyse du greffon. L'enjeu déclaré porte sur la pénurie de greffons humains : il s'agit de voir si une machine de perfusion hypothermique permettrait de récupérer des reins écartés après échec de canulation du donneur. Le porteur écrit que l'étude de la fonction d'un organe "ne peut se concevoir que dans un modèle animal pré-clinique" et qu'aucun remplacement n'est possible.
Objectifs
En transplantation rénale, le manque de greffons s’aggrave, nécessitant d’optimiser l’utilisation de tous les greffons y compris à partir de donneurs après arrêt circulatoire contrôlé (décédé, dit protocole Maastricht 3, selon la classification internationale). Ces greffons présentent des défis importants en raison des durées prolongées d’ischémie chaude, temps pendant lequel le greffon n’est plus perfusé et reste à température corporelle. La procédure française de prélèvement de greffons chez ces donneurs impose l’utilisation de la circulation régionale normothermique pour tenter de préserver la qualité des greffons. Le but principal de ce projet est d’évaluer si l’utilisation de la machine de perfusion hypothermique pourrait offrir une alternative ou un complément à la circulation régionale normothermique dans les cas où la canulation du donneur dans le cadre du protocole Maastricht 3 échoue. Cette approche permettrait d'optimiser l'utilisation des greffons rénaux qui, autrement, seraient récusés en raison de l'échec de la canulation et de l'ischémie chaude prolongée.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont d’évaluer la place de la circulation régionale normothermique dans les protocoles Maastricht 3. Les évaluations par biopsies au cours de la préservation du transplant et en fin d’expérimentation visent à évaluer l’absence de lésion des greffons. La surveillance clinique vise à assurer la reprise de fonction des transplants (production d’urine) après préservation selon le groupe défini. La surveillance biologique permet de déterminer le retour en dialyse qui correspond au point final de l'étude. Le retour en dialyse d'un sujet correspond à l'arrêt de l'étude.
Procédures
- Procédure chirurgicale de prélèvement des reins sous anesthésie générale (1h)- Procédure sans réveil. - Procédure chirurgicale d’allo-transplantation d’un greffon rénal et prélèvement des reins sous anesthésie générale (3h) - Suivi des animaux pendant 7 jours avec une surveillance clinique, de la reprise de fonction du rein et prises de sang quotidiennes sur cathéter central (15 min/jour).
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux pourraient inclure : • Effets secondaires systémiques liés à l'anesthésie générale et ou aux médicaments administrés pendant les procédures chirurgicales et pour la gestion de la douleur post- opératoire (Sédation, difficulté de réveil, confusion, troubles du comportement). • Douleur en lien avec la laparotomie médiane. • Risques de complications chirurgicales telles que l'infection des plaies ou les saignements. • Risque d’insuffisance rénale aigüe avec complications associées. • Hébergement individuel des animaux dans des cages métaboliques pour surveiller la reprise de la fonction rénale jusqu’à reprise franche de la production d'urine.
Devenir
Que ce soit au cours du prélèvement des reins (animaux donneurs) ou après un suivi 8 jours d’allo-transplantation rénale (animaux receveurs) les animaux seront mis à mort sous procédure complète d’anesthésie générale, pour prélèvement et analyse histologique du greffon explanté.
Remplacement
L'étude de la fonction d’un organe dans sa complexité, ne peut se concevoir que dans un modèle animal pré-clinique (donneur), il n’existe pas de remplacement possible pour ces expérimentations qui répondent cependant aux exigences de réduction et de raffinement.
Réduction
Après une analyse statistique tenant compte de divers facteurs tels que la puissance statistique, la variabilité attendue des résultats et les objectifs spécifiques de l'étude (Critère de jugement principal, reprise retardée de fonction du greffon), nous avons déterminé qu'un groupe de 10 porcs serait suffisant pour obtenir des résultats significatifs et fiables tout en minimisant le nombre d'animaux utilisés. De façon à réduire le nombre d’animaux utilisés, un porc sera donneur pour 2 autres porcs pour diminuer le nombre de sujet nécessaire. Enfin, le porc donneur en fin de procédure fera l’objet de prélèvements supplémentaires pour partage de tissus avec un laboratoire associé travaillant sur la même thématique, permettant ainsi de réduire le nombre d’animaux utilisés de façon plus large.
Raffinement
Une attention particulière sera portée au raffinement dans l’hébergement isolé et dans la prise en compte des souffrances de l’animal. La température de la pièce sera maintenue à la même température que chez l’éleveur et l’alimentation sera poursuivie telle que chez l’éleveur de façon établir une continuité et diminue le stress thermique et alimentaire. Une alimentation humidifiée sera apportée aux animaux en post-opératoire pour faciliter la prise alimentaire. Un pansement gastrique oral sera apporté une fois par jour aux porcs pour diminuer le risque d’ulcère gastrique (ulcère de stress post-opératoire, prise spontanée par l’alimentation). Les procédures chirurgicales se dérouleront sous anesthésie générale avec une analgésie adaptée. Durant les opérations, les porcs seront installés sur des tapis chauffants. Un gilet avec une voie veineuse centrale sera installé sur chacun des animaux pour faciliter l’administration des antalgiques, faciliter l’hydratation des sujets et enfin faciliter le prélèvement des biologies sanguines sur animaux vigiles. Cela permettra de diminuer les anesthésies itératives potentiellement associés et de diminuer l’inconfort. Un suivi des points limites généraux de l’espèce et spécifiques du protocole sera réalisé 3 fois par jour. L’observation de 3 signes cliniques notables ou 1 signe clinique sévère donnera lieu à une prise de décision selon l’arbre décisionnel : mise mort de l’animal dans le cas où les symptômes seraient irréversibles.
Choix des espèces
Le modèle porcin est le modèle de référence en transplantation rénale car la physiologie rénale est proche de celle humaine. Effectivement l’anatomie abdominale ainsi que la physiologie du porc sont proches de celles de l’homme adulte et font donc de cette espèce un excellent modèle pré-clinique pour l’analyse des transplants rénaux. Jeunes mâles, 70Kg, similitude anatomique et physiologique avec un homme adulte au niveau abdominal. Modèle de référence pour l’analyse des transplants rénaux.
Création, amplification et archivage de lignées de rats génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système urogénital
Les rates donneuses sont tuées pour qu'on récupère leurs embryons, et les mères porteuses opérées le sont au plus tard au sevrage de leurs petits, faute de pouvoir être réutilisées après une chirurgie. 3 725 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, seules les femelles dont le cycle a été synchronisé sans opération pouvant repartir vers un autre projet, jusqu'à quatre fois. Les donneuses reçoivent deux injections d'hormones à 48 heures d'intervalle sous contention, les mères porteuses quatre injections et une chirurgie de transfert d'embryons de cinq minutes, avec un risque d'automutilation de la cicatrice que le porteur signale. L'activité est vendue comme prestation de service, et le porteur écrit que la quantité d'animaux "a été adaptée pour chaque procédure afin de remplir les conditions stipulées dans les contrats", sans approche statistique.
Objectifs
Notre travail est de créer, d’amplifier et d’archiver des lignées de rats génétiquement modifiées. Ces lignées peuvent devenir des modèles de maladies humaines et vont permettre de mieux comprendre leurs processus de développement. Ces modèles peuvent également répondre à d’autres intérêts scientifiques tout aussi importants (comme par exemple devenir des modèles de choix pour la recherche fondamentale). Ces rongeurs, en tant que modèle de maladies humaines, vont également permettre de tester des médicaments et de valider (ou d’invalider) des cibles thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Notre coeur de métier est la création, l'amplification et l'archivage de lignées génétiquement modifiées de rats pour le service des chercheurs et de la commumauté scientifique. Notre rôle est de fournir aux chercheurs des lignées précises, établies et robustes en améliorant sans cesse nos techniques afin de répondre aux exigences de réduction et raffinement. La réduction du nombre d'animaux utilisés et leur bien-être est une préoccupation permanente.
Procédures
Les rates donneuses d'embryons vont subir 2 injections d'hormones à 48h d'intervalle pour stimuler la production d'embryons. Cet acte rapide se fait sur animaux vigiles et sous contention. Les rates mères-porteuses seront d'abord soumise à une injection de composé chimique pour synchroniser leur cycle (acte rapide, sur animaux vigiles sous contention), puis quelques jours plus tard (J+5), elles recevront lors de la chirurgie de transfert d'embryons ou d'insémination artificilelle : Une injection d'analgésique 30 minutes avant l'injection du cocktail anesthésique (actes rapides, sur animaux vigiles sous contention). Une fois l'endormissment suffisamment profond, la chirugie est réalisée. Elle dure environ 5 minutes par animal. Avant le réveil des animaux, une dernière injection d'anti-inflammatoire combinée à une réhydratation sera pratiquée. Chaque femelle mère-porteuse recevra au total 4 injections. (composé pour la synchronisation, analgésique, anesthésique et anti-inflammatoire/réhydratation).
Impact sur les animaux
Les rats peuvent ressentir un léger stress de courte durée lors des manipulation/contentions pour réaliser les différentes injections. Lors des injections des différents produits utilisés dans cette procédure (hormones, composé pour la synchronisation, analgésique, anesthésique et anti-inflammatoire), les animaux vont sentir une légère douleur de courte durée, le temps de l'introduction de l'aiguille. Les composés injectés sont tous très bien tolérés, mais le site d'injection sera surveillé pour s'assurer qu'il n'y a pas d'inflammation, d'infection ou de lésions de grattage. En post-opératoire, l'animal peut ressentir une gêne, entièrement prise en charge par la couverture antalgique. La plaie générée par la chirurgie sera étroitement surveillée car elle peut s'inflammer ou s'infecter dans de très rares cas. Les animaux en post chirurgie peuvent s'attaquer à leur cicatrice : soit enlever les agrafes, soit ronger la peau autour (automutilation).
Devenir
Les donneuse d'embryons pour la création et l'archivage des lignées créées seront mises à mort pour récupérer les embryons au stade souhaité. Pour les mères-porteuses, dès lors qu'il y a eu la chirurgie de transfert d'embryon ou de gamètes, elle seront mises à mort soit le lendemain de la mise bas théorique (donc à J+23 de la chirurgie) pour pratiquer une césarienne, si elles n'ont pas mis bas naturellement, ou au plus tard au sevrage de leurs petits (soit 3-4 semaines post partum). Nous ne pouvons pas les réutiliser comme reproductrices ou de nouveau mère porteuses, ayant déjà subi une chirurgie. En revanche, pour les femelles mères porteuses dont le cycle a juste été synchronisé, donc sans avoir été opérées, elle peuvent être réutilisées dans la limite de 4 fois en respectant un temps de repos de minimum 21 jours entre les injections de synchronisation pour un autre projet dans le cadre de nos activités de service.
Remplacement
Il n'y a pas d’autre possibilité que le recours à l’animal vivant pour toutes ces techniques de création, d'amplification et d'archivage de lignées de rats génétiquement modifiées. L'état actuel de nos connaissances ne permettent pas de s'affranchir d'utiliser des animaux en recherche fondamentale ou appliquée.
Réduction
La réduction du nombre d'animaux utilisés et leur bien-être est une préoccupation permanente. L’amélioration des techniques permet sans cesse de répondre aux exigences de réduction et de raffinement. Le raffinement de nos techniques de transgénèse, de procréation médicalement assistée et de cryoconservation permet de générer de moins en moins d'animaux pour l'ensemble des prestations de l'institut, ce qui permet de réduire de manière importante la quantité d'animaux générés. Ces techniques sont utilisées en prestation de service, la quantité d'animaux utilisée a été adaptée pour chaque procédure afin de remplir les conditions stipulées dans les contrats avec les clients. Il n'y a donc pas d'approche statistique.
Raffinement
Le personnel en charge de cette étude est habitué à ces gestes techniques car ils sont pratiqués en routine depuis des années dans notre laboratoire. Les femelles restent sous surveillance après leurs injections, afin d’observer aucune apparence physique externe de souffrance. Lors de la chirurgie, les animaux sont anesthésiés et reçoivent un traitement antalgique adapté à ce type de procédure. Du gel oculaire est placé systématiquement sur les yeux des animaux anesthésiés afin de prévenir tout dommage de la cornée de l’animal. De plus, les animaux anesthésiés sont placés sur une plaque chauffante pour palier toute déperdition de chaleur liée à l’anesthésie. Une injection conjointe de sérum physiologique tiédi sera réalisée pour compenser les pertes hydriques liées à la chirurgie et limiter la déperdition de chaleur. Cette compensation a pour objectif de permettre aux animaux une récupération idéale post chirurgie. Les animaux opérés restent en observation jusqu’à leur complet réveil en bonne forme (effets de l'anesthésie dissipés et reprise de mobilité), dans leur cage placée sur une platine chauffante à 37°C. Nos rats sont hébergés en cages ventilées, en groupe dans la mesure du possible, avec de multiples enrichissements : bâton de bois à ronger, balles de bois à ronger, nids, croquettes de nourriture au fond de la cage.
Choix des espèces
Le rat est un très bon modèle d'expérimentation animale car il est de petite taille, son génome est parfaitement connu et il a un taux de reproduction très rapide. Ils sont de très bons modèles expérimentaux puisque 99% de leurs gènes présentent un gène homologue chez l'Homme. Il est couramment utilisé par les chercheurs pour des créations de lignées transgéniques. Les femelles utilisées pour produire les embryons sont prépubères car elles répondent mieux aux traitements hormonal de superovulation. (réduit le nombre de femelles donneuses utilisées) Les mères-porteuses utilisées sont de jeunes adultes matures. La souche choisie est connue pour être d’excellentes mères, très calmes, qui peuvent donner naissance à de grandes portées de nouveau- nés, ce qui permet de réduire significativement le nombre de femelles mères porteuses utilisées.
Sélection de composés pour le traitement de l’hyperactivité vésicale dans un modèle aigu d’irritation de la vessie induit par des agents chimiques (capsaïcine ou prostaglandine E2), chez le rat.
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
Pour sélectionner des composés contre l'hyperactivité de la vessie, 960 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une irritation de la vessie leur est provoquée par de la capsaïcine ou de la prostaglandine, et l'effet des molécules est mesuré par cystométrie, jusqu'à quatre heures avec un cathéter posé dans la vessie sous anesthésie. Certains animaux reçoivent une pompe implantée sous la peau, des prélèvements de sang et des collectes d'urine en cage individuelle de moins de vingt-quatre heures, le protocole étant arrêté en accord avec une entreprise pharmaceutique partenaire. Le porteur présente le recours au rat comme un choix limitant "l'utilisation d'animaux tels que le chien".
Objectifs
L’hyperactivité de la vessie touche environ 15 % de la population, et devient plus fréquente avec l’âge. Elle entraine des envies urgentes et fréquentes d'uriner, des incontinences et des lever nocturnes qui perturbent grandement la vie au quotidien des patients souffrants de cette pathologie. Les causes de ce trouble sont encore mal connues, mais on pense qu’il est lié à un fonctionnement anormal du muscle de la vessie. Les traitements actuels reposent principalement sur des médicaments appelés antimuscariniques dont le but est d'inhiber les contractions involontaires de la vessie en agissant sur certains récepteurs. Cependant, leur efficacité est souvent limitée, et ils provoquent des effets secondaires (sécheresse de la bouche, constipation, troubles de la vision...) qui amènent de nombreuses personnes à arrêter leur traitement. Il est donc important de trouver de nouvelles solutions thérapeutiques. Pour cela, des recherches sont menées à l’aide de modèles expérimentaux qui reproduisent les symptômes de l’hyperactivité de la vessie. Ce projet vise à tester de nouveaux composés destinés à traiter l’hyperactivité vésicale. Certains de ces composés testés agissent différemment des traitements actuels, tandis que d'autres utilisent les mêmes mécanismes, mais avec moins d'effets secondaires. Pour cela, nous utiliserons un modèle expérimental chez le rat, dans lequel une irritation temporaire de la vessie est provoquée à l’aide de substances comme la capsaïcine (un composé extrait du piment). Ces tests permettront d’évaluer l’efficacité des traitements avant d’envisager leur utilisation chez l’être humain.
Bénéfices attendus
Les traitements actuels de l’hyperactivité vésicale sont souvent mal tolérés, peu efficaces, ou contraignants à utiliser. Beaucoup de patients finissent par les abandonner, faute de résultats satisfaisants. Il est donc essentiel de trouver de nouvelles solutions thérapeutiques, mieux adaptées aux besoins des malades. L’objectif de ce projet est justement de contribuer à la mise au point de nouveaux médicaments plus efficaces et mieux supportés. Pour cela, nous utiliserons un modèle expérimental chez le rat, qui permet de reproduire certains symptômes du trouble observé chez l’humain. Ce modèle permet de tester rapidement et de manière fiable l’efficacité et l’innocuité de nouvelles molécules. À terme, ce travail pourrait aboutir à des traitements innovants qui améliorerait significativement le quotidien des patients. Il pourrait aussi permettre de mieux comprendre les causes de ce trouble, ce qui ouvrirait la voie à d'autres avancées médicales. Enfin, en réduisant les complications liées à l’hyperactivité de la vessie, comme les infections à répétition ou les problèmes rénaux, ces recherches pourraient également contribuer à diminuer les hospitalisations et les coûts de santé.
Procédures
Dans le cadre de ce projet, les animaux recevront le traitement à tester ou bien un placébo. La durée et la fréquence du traitement dépendront du médicament étudié, mais resteront en général inférieures à six mois. L'administration du traitement sera rapide : elle dure moins d'une minute lorsque l'animal est éveillé, moins de 30 minutes si une anesthésie est nécessaire, et au maximum 45 minutes si le produit doit être injecté dans la vessie sous anesthésie profonde. Dans certains cas, un examen spécifique pourra être réalisé pour évaluer l'effet du traitement sur la vessie. Cet examen, appelé cystométrie, permet de mesurer le fonctionnement de la vessie pendant quelques heures (jamais plus de 4 heures) et nécessite l’installation préalable d’un petit tube dans la vessie. Au cours de l’étude, des prélèvements pourront être faits (sang, urine) afin de procéder à des analyses pour mieux comprendre les effets du traitement. Chaque prise de sang dure moins de 3 minutes, et la collecte d’urine se fait sur moins de 24 heures dans une cage adaptée. Il est important de souligner que tous les animaux ne subiront pas toutes ces procédures. Les interventions seront limitées à ce qui est strictement nécessaire, selon les objectifs du projet, et en accord avec les recommandations établies dans le cadre de notre collaboration avec une entreprise pharmaceutique.
Impact sur les animaux
Certaines étapes du projet peuvent entraîner un inconfort temporaire pour les animaux, bien que tout soit mis en œuvre pour les limiter. Les effets indésirables possibles incluent : - Un léger stress ou une gêne lors de l’administration du traitement, car nécessitant que l’animal soit maintenu immobile pendant un court instant. - Une douleur ou gêne temporaire liée à l’implantation d’une petite pompe sous la peau, ou bien à l’administration du composé à tester directement dans la vessie. - Un stress léger lié à la collecte d’urine (sur une période inférieure à 24h) ainsi qu'aux prises de sang.
Devenir
Les animaux recevront les traitements à tester, soit en une seule fois, soit de manière répétée sur une période plus longue, selon les besoins de l’étude. L’efficacité de ces traitements sera évaluée par différents moyens, notamment : - L’analyse de la quantité d’urine produite sur une période de moins de 24 heures, - Un examen permettant d’étudier le fonctionnement de la vessie, - L’analyse d’échantillons de sang, d’urine ou d’organes. À la fin de l’étude, tous les animaux seront euthanasiés conformément à la réglementation en vigueur garantissant l’absence de douleur. Cette étape sera réalisée par du personnel formé, expérimenté et autorisé à le faire, conformément à la réglementation en vigueur.
Remplacement
L’utilisation d’animaux dans ce projet se justifie par l’absence de méthode alternative permettant d’étudier efficacement l’hyperactivité de la vessie. Cette maldie dépend de nombreux mécanismes complexes (nerveux, hormonaux, métaboliques…) qui interagissent entre eux dans un organisme vivant. Aujourd’hui, aucun modèle en laboratoire ne permet de reproduire cette complexité de manière fiable. L’utilisation de modèles animaux reste donc indispensable pour développer de nouveaux traitements mieux adaptés aux patients.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés dans cette étude a été calculé avec soin, afin d’être le plus faible possible tout en garantissant des résultats fiables. Une méthode statistique a été utilisée pour déterminer le nombre minimum nécessaire par groupe. De plus, lorsque cela sera possible, deux traitements seront testés en même temps. Cela permettra de limiter encore le nombre d’animaux en évitant de répéter inutilement certaines expériences, notamment pour les groupes qui ne reçoivent pas de traitement ou qui reçoivent un traitement de référence déjà connu.
Raffinement
Tout est mis en œuvre pour réduire au maximum la douleur, la souffrance et le stress des animaux tout au long du projet. - Les rats sont hébergés par deux dans une même cage, dès que cela est possible, afin de préserver leur bien-être en favorisant le contact social. - Chaque jour, les soigneurs spécialisés vérifient l’état de santé général de chaque animal, leur comportement et la propreté de leur environnement. - Des critères de surveillance précis ont été définis. Si un animal montre des signes de douleur ou de souffrance, les responsables du projet sont immédiatement alertés, et les soins nécessaires sont apportés sans délai. - Les interventions chirurgicales, comme l’implantation de pompes ou les injections dans la vessie, sont réalisées sous anesthésie générale avec des médicaments contre la douleur. Un traitement antibiotique est également donné pour prévenir les infections. - D’autres procédures, comme la pose de petits cathéters (tubes) pour les examens de la vessie, ainsi que les examens eux-mêmes, sont aussi réalisés sous anesthésie complète, afin que l’animal ne ressente aucune douleur.
Choix des espèces
L’expérimentation animale est nécessaire pour l’étude d’une fonction physiologique complexe telle que l’hyperactivité vésicale. Les rongeurs sont ainsi le modèle le plus utilisé en recherche et limitant l’utilisation d’animaux tels que le chien. Le choix des protocoles est guidé par le souci d’utiliser un nombre minimum d’animaux, les moins sensibles du point de vue neurophysiologique et présentant le maximum de chances d’obtenir des résultats satisfaisants. Par ailleurs, les évaluations incluses dans le cadre de ce projet sont plus faciles à réaliser chez le rat, par rapport à la souris. Concernant l’analyse des données de miction spontanée, la vessie du rat a une capacité plus importante et permet de faciliter l’analyse de la mesure du volume uriné. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (à partir de 8 semaines d'âge). Ce choix est justifié par la littérature scientifique.
Effets des régimes nutritionnels paternels sur le métabolisme des spermatozoïdes, la reproduction masculine et la gestation chez la souris, 1/2
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système urogénital
Déplacées d'un établissement utilisateur à un autre au cours du protocole, 2 914 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger pour 2 458 d'entre elles et modéré pour 456, toutes tuées pour collecte d'organes. Les mâles sont rendus obèses par un régime riche en graisses, avec hyperglycémie à jeun et résistance à l'insuline, et subissent jusqu'à six prélèvements sanguins à la queue, un jeûne de vingt-quatre heures, des gavages de glucose et des injections d'insuline. Les femelles gestantes passent trois échographies sous anesthésie et sont contenues jusqu'à dix minutes chaque jour de leur gestation pour la mesure de la pression artérielle, les fœtus étant analysés en fin de gestation. Le porteur affirme qu'aucune culture cellulaire ni aucun organoïde ne permet d'étudier l'effet d'un régime alimentaire sur les spermatozoïdes, et qu'un mammifère est requis pour transposer les résultats à l'humain.
Objectifs
De récentes études indiquent que notre mode de vie et notamment un régime alimentaire entraînant une obésité peuvent modifier l’information non-génétique contenue dans les spermatozoïdes, appelée « épigénome ». Cette information peut être transmise à l’embryon lors de fécondations naturelles ou par assistance médicale à la procréation, en cas d’infertilité, et pourrait entraîner des complications pendant la grossesse et des maladies métaboliques chez la descendance. Le projet vise à étudier l’effet du statut nutritionnel et de différents régimes alimentaires en lien avec l’obésité sur le métabolisme des spermatozoïdes et la reproduction masculine chez la souris. Il permettra de mieux comprendre l’origine de la diminution de fertilité des hommes obèses, et le risque de transmission d’informations épigénétiques altérées à la descendance. Il se déroulera dans deux établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet permettront de mieux comprendre i) l'impact de l’état nutritionnel et du régime alimentaire sur les spermatozoïdes, ii) l’origine de la diminution de fertilité des hommes obèses et iii) l’impact de l’obésité paternelle sur le déroulé de la grossesse. Ceci aura des répercussions à moyen terme importantes d’un point de vue santé publique. Ce projet permettra peut-être d’identifier des biomarqueurs de qualité des spermatozoïdes.
Procédures
Interventions réalisées dans l'EU050: - Prélèvement d'un petit bout de queue sur animaux vigiles une seule fois (durée 10 secondes) - Prélèvements sanguins à la queue sur animaux vigiles 3 à 6 fois. Durée 10 secondes par prélèvement. - Gavage de glucose sur animaux vigiles, une à deux fois, durée 30 secondes. - Injection d’insuline sur animaux vigiles une ou deux fois, durée 30 secondes. - Deux injections d'hormones sur animaux vigiles. Chaque injection dure 30 secondes maximum. Interventions réalisées dans l'EU053: - Anesthésie pour suivi échographique des femelles gestantes. Durée 5 minutes. Fréquence : 3 fois sur toute la grossesse. - Contention d’animaux vigiles pour mesure de la pression artérielle (5 fois avant la gestation, puis tous les jours pendant la gestation). Durée 10 minutes maximum. - Contention d’animaux vigiles pour analyse par imagerie (1 fois, durée: 2 minutes).
Impact sur les animaux
Les injections, les biopsies de l’extrémité de la queue pour le génotypage, l’administration orale de glucose, les prélèvements sanguins au niveau de la queue et l’anesthésie générale causent un stress et une douleur légère de courte durée. La contention lors de ces actes, lors de la mesure de la tension artérielle et lors de l'imagerie, ainsi que le transfert des animaux d’un établissement à l’autre causent un stress de courte durée. La mise à jeun pendant 24h entraîne un stress modéré sur la durée du jeûne. L’anesthésie générale peut causer une hypothermie et une désorientation au réveil de courte durée. La mise sous régime riche en lipides entraîne une obésité, une hyperglycémie à jeun, une intolérance au glucose et une résistance à l’insuline. Les tests de tolérance au glucose et de sensibilité à l’insuline entraînent respectivement une hyperglycémie et une hypoglycémie qui sont transitoires sur une période de 2h.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à l'issu de chaque procédure pour collecte d'organes et analyses.
Remplacement
Pour certaines études biochimiques et moléculaires nous utilisons des lignées cellulaires exprimant nos gènes d’intérêt. Dans le cadre de ce projet, il n’est pas possible de contourner l’utilisation de modèles animaux par des méthodes alternatives car il n'existe pas à ce jour d’approches (culture cellulaire ou organoïdes) permettant d’étudier l’impact de l’état nutritionnel ou de régimes alimentaires sur la spermatogenèse et le métabolisme des spermatozoïdes. L’impact du régime alimentaire paternel sur la grossesse ne peut également se faire que grâce à l’utilisation d’un modèle animal mammifère, comme la souris, pour que les résultats soient transférables à l’espèce humaine.
Réduction
Nous nous assurons d'utiliser le nombre d'animaux minimal afin d’obtenir des résultats fiables. Les effectifs sont déterminés et les résultats analysés avec des tests statistiques adaptés. Les différents protocoles expérimentaux ont été consciencieusement élaborés afin d’utiliser le moins d’animaux possible tout en permettant d’obtenir des résultats statistiquement satisfaisants.
Raffinement
Les animaux sont maintenus dans des groupes de plusieurs individus dans un environnement enrichi. L'échographie sera réalisée sous anesthésie générale. Les femelles seront maintenues sur un tapis chauffant pour éviter l’hypothermie. L’état général des animaux sera suivi quotidiennement par le personnel qualifié de l'animalerie. Tout état anormal sera communiqué aux responsables du projet et les mesures pour remédier à la souffrance seront mises en œuvre. Des points limites stricts et spécifiques au projet ont été mis en place.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix pour étudier la physiologie, grâce à sa population homogène et à ses similitudes avec la physiologie humaine, ce qui permet une extrapolation des résultats obtenus. Elle est largement utilisée pour simuler des pathologies humaines comme l’obésité et l’infertilité, et mener des études précliniques. La conservation génétique entre la souris et l’homme en fait un modèle privilégié pour étudier la reproduction et le métabolisme. Des souris de 4 à ~33 semaines, femelles et mâles ayant atteint la maturité sexuelle (et une durée maximale de régime alimentaire de 24 semaines) seront nécessaires pour cette étude. Des fœtus seront également analysés à la fin de la gestation.
Effets des régimes nutritionnels paternels sur le métabolisme des spermatozoïdes, la reproduction masculine et la gestation chez la souris, 1/2
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système urogénital
Comprendre pourquoi les hommes obèses sont moins fertiles, et ce que leurs spermatozoïdes transmettent à leur descendance, sert de cadre à ce projet. 2 914 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées pour collecte d'organes. Rendues obèses, hyperglycémiques et résistantes à l'insuline par un régime riche en lipides suivi jusqu'à vingt-quatre semaines, elles subissent des jeûnes de vingt-quatre heures, des gavages de glucose, des injections d'insuline et d'hormones, jusqu'à six prélèvements sanguins à la queue, et pour les femelles gestantes une mesure quotidienne de pression artérielle sous contention de dix minutes. Sur les effectifs, le porteur écrit s'assurer d'utiliser "le nombre d'animaux minimal", sans donner ni calcul ni détail des groupes derrière ces 2 914 souris.
Objectifs
De récentes études indiquent que notre mode de vie et notamment un régime alimentaire entraînant une obésité peuvent modifier l’information non-génétique contenue dans les spermatozoïdes, appelée « épigénome ». Cette information peut être transmise à l’embryon lors de fécondations naturelles ou par assistance médicale à la procréation, en cas d’infertilité, et pourrait entraîner des complications pendant la grossesse et des maladies métaboliques chez la descendance. Le projet vise à étudier l’effet du statut nutritionnel et de différents régimes alimentaires en lien avec l’obésité sur le métabolisme des spermatozoïdes et la reproduction masculine chez la souris. Il permettra de mieux comprendre l’origine de la diminution de fertilité des hommes obèses, et le risque de transmission d’informations épigénétiques altérées à la descendance. Il se déroulera dans deux établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet permettront de mieux comprendre i) l'impact de l’état nutritionnel et du régime alimentaire sur les spermatozoïdes, ii) l’origine de la diminution de fertilité des hommes obèses et iii) l’impact de l’obésité paternelle sur le déroulé de la grossesse. Ceci aura des répercussions à moyen terme importantes d’un point de vue santé publique. Ce projet permettra peut-être d’identifier des biomarqueurs de qualité des spermatozoïdes.
Procédures
Interventions réalisées dans l'établissement 1 : - Prélèvement d'un petit bout de queue sur animaux vigiles une seule fois (durée 10 secondes) - Prélèvements sanguins à la queue sur animaux vigiles 3 à 6 fois. Durée 10 secondes par prélèvement. - Gavage de glucose sur animaux vigiles, une à deux fois, durée 30 secondes. - Injection d’insuline sur animaux vigiles une ou deux fois, durée 30 secondes. - Deux injections d'hormones sur animaux vigiles. Chaque injection dure 30 secondes maximum. Interventions réalisées dans l'etablissement 2: - Anesthésie pour suivi échographique des femelles gestantes. Durée 5 minutes. Fréquence : 3 fois sur toute la grossesse. - Contention d’animaux vigiles pour mesure de la pression artérielle (5 fois avant la gestation, puis tous les jours pendant la gestation). Durée 10 minutes maximum. - Contention d’animaux vigiles pour analyse par imagerie (1 fois, durée: 2 minutes).
Impact sur les animaux
Les injections, les biopsies de l’extrémité de la queue pour le génotypage, l’administration orale de glucose, les prélèvements sanguins au niveau de la queue et l’anesthésie générale causent un stress et une douleur légère de courte durée. La contention lors de ces actes, lors de la mesure de la tension artérielle et lors de l'imagerie, ainsi que le transfert des animaux d’un établissement à l’autre causent un stress de courte durée. La mise à jeun pendant 24h entraîne un stress modéré sur la durée du jeûne. L’anesthésie générale peut causer une hypothermie et une désorientation au réveil de courte durée. La mise sous régime riche en lipides entraîne une obésité, une hyperglycémie à jeun, une intolérance au glucose et une résistance à l’insuline. Les tests de tolérance au glucose et de sensibilité à l’insuline entraînent respectivement une hyperglycémie et une hypoglycémie qui sont transitoires sur une période de 2h.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à l'issu de chaque procédure pour collecte d'organes et analyses.
Remplacement
Pour certaines études biochimiques et moléculaires nous utilisons des lignées cellulaires exprimant nos gènes d’intérêt. Dans le cadre de ce projet, il n’est pas possible de contourner l’utilisation de modèles animaux par des méthodes alternatives car il n'existe pas à ce jour d’approches (culture cellulaire ou organoïdes) permettant d’étudier l’impact de l’état nutritionnel ou de régimes alimentaires sur la spermatogenèse et le métabolisme des spermatozoïdes. L’impact du régime alimentaire paternel sur la grossesse ne peut également se faire que grâce à l’utilisation d’un modèle animal mammifère, comme la souris, pour que les résultats soient transférables à l’espèce humaine.
Réduction
Nous nous assurons d'utiliser le nombre d'animaux minimal afin d’obtenir des résultats fiables. Les effectifs sont déterminés et les résultats analysés avec des tests statistiques adaptés. Les différents protocoles expérimentaux ont été consciencieusement élaborés afin d’utiliser le moins d’animaux possible tout en permettant d’obtenir des résultats statistiquement satisfaisants.
Raffinement
Les animaux sont maintenus dans des groupes de plusieurs individus dans un environnement enrichi. L'échographie sera réalisée sous anesthésie générale. Les femelles seront maintenues sur un tapis chauffant pour éviter l’hypothermie. L’état général des animaux sera suivi quotidiennement par le personnel qualifié de l'animalerie. Tout état anormal sera communiqué aux responsables du projet et les mesures pour remédier à la souffrance seront mises en œuvre. Des points limites stricts et spécifiques au projet ont été mis en place.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix pour étudier la physiologie, grâce à sa population homogène et à ses similitudes avec la physiologie humaine, ce qui permet une extrapolation des résultats obtenus. Elle est largement utilisée pour simuler des pathologies humaines comme l’obésité et l’infertilité, et mener des études précliniques. La conservation génétique entre la souris et l’homme en fait un modèle privilégié pour étudier la reproduction et le métabolisme. Des souris de 4 à ~33 semaines, femelles et mâles ayant atteint la maturité sexuelle (et une durée maximale de régime alimentaire de 24 semaines) seront nécessaires pour cette étude. Des fœtus seront également analysés à la fin de la gestation.