Toxicologie (hors obligations réglementaires)

Un abord chirurgical de trente minutes sous anesthésie gazeuse pour injecter un produit directement dans les ventricules du cerveau, puis six prélèvements sanguins en vingt-quatre heures sur souris vigiles, chacune maintenue en contention deux minutes. 324 souris mâles jeunes adultes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Le produit dit positif est choisi parce qu'il détruit les cellules de Purkinje du cervelet, et le porteur écrit pourtant que les produits de référence "ne devraient pas induire de signes cliniques modérés ni marqués", les signes neuro-locomoteurs n'apparaissant selon lui que lors d'évaluations dédiées. Toutes les souris ayant reçu une injection sont tuées pour prélever leurs organes et chercher des marqueurs précoces de cette toxicité, seules celles écartées avant la chirurgie pouvant être transférées vers d'autres projets.

Objectifs

Les troubles neurologiques constituent la première cause de handicap et de morbidité mondiale, touchant plus de 3,4 milliards de personnes. Face à l'absence de traitements curatifs pour ces pathologies graves affectant le cerveau et la moelle épinière, la Recherche et Développement accélère le déploiement de thérapies innovantes, notamment les oligonucléotides antisens (ASO). Cette stratégie thérapeutique bloque la production de protéines toxiques avant l’apparition de lésions cérébrales. Le principal obstacle réside dans la difficulté pour ces thérapies de franchir la barrière hémato-encéphalique (BHE), filtre protecteur qui isole le cerveau de la circulation sanguine. Pour contourner ce problème, les médicaments sont injectés directement au niveau des lombaires entre les méninges chez l'Humain. Chez la souris, cette méthode n'est pas possible en raison de sa petite taille, et les médicaments sont administrés directement dans le cerveau par la voie intra-cérébroventriculaire dite ICV. Cependant, l’administration de certains ASOs par voie ICV chez la souris peut provoquer des effets indésirables structurels, notamment la perte de cellules de Purkinje (type de neurones du cervelet, crucial pour le contrôle moteur fin). Ces modifications anatomiques, souvent asymptomatiques au début, peuvent altérer gravement les fonctions neurologiques à terme. L’enjeu de ce projet est d’identifier des biomarqueurs précoces de cette toxicité retardée à la suite de l’injection par voie ICV de produits de référence (provoquant une perte des cellules de Purkinje) chez la souris. C’est un modèle présentant une forte homologie physiologique avec l’Humain et pour lequel cet effet indésirable a déjà été observé. Un suivi de deux semaines maximum post-injection, incluant des prélèvements biologiques à différents temps sont programmés pour effectuer des analyses approfondies. L'objectif scientifique de ce projet est donc de caractériser ces anomalies en intégrant une recherche de biomarqueurs précoces prédictifs d’une potentielle toxicité cérébrale avant même l'apparition de lésions irréversibles telles que la perte de cellules de Purkinje et l’apparition de signes cliniques. L’exploitation des résultats de ce projet pourra être appliquée aux évaluations ultérieures de candidats médicaments (ASOs), dans le cadre d’un autre projet. En identifiant ces signaux d'alerte dès les phases non cliniques, cela permettra de garantir la sécurité des patients lors des futurs essais cliniques.

Bénéfices attendus

Ces études s’inscrivent dans l’optique d’accélérer la mise à disposition de thérapies innovantes pour le traitement de pathologies neurologiques et d’offrir de meilleures perspectives aux patients touchés par ces maladies. Les bénéfices attendus de ce projet sont multiples. A court terme il permettra la détection de biomarqueurs précoces susceptibles de prédire les effets potentiellement toxiques (anomalies cérébrales) des produits de référence. L’exploitation des résultats de ce projet pourra ensuite être appliquée aux évaluations ultérieures de candidats médicaments en développement (à moyen terme) pour renforcer leur profil de sécurité dans le cadre d’un autre projet. A plus long terme, le bénéfice sera de sécuriser l’utilisation de ces thérapies chez les patients

Procédures

• injection unique du produit de référence/véhicule dans le cerveau nécessitant un abord chirurgical sous anesthésie générale gazeuse et une couverture analgésique (durée de la chirurgie 30 min environ) • injection d’analgésique en pré, péri et post opératoire (maximum 2 fois par jour pendant 2 jours) et avant l’euthanasie (moins de 10 sec) • prélèvements de sang de très faibles volumes sur animal vigile : 6 prélèvements maximum sur 24 heures, 1 fois maximum durant l’étude, contention de 2 minutes maximum, durée du prélèvement de moins de 30 sec.

Impact sur les animaux

• injection unique du produit de référence ou du véhicule dans le cerveau nécessitant un abord chirurgical sous anesthésie générale gazeuse et une couverture analgésique (durée de la chirurgie 30 min environ), la phase d’induction de l’anesthésie gazeuse peut générer un stress léger et de courte durée. La phase de réveil post-opératoire peut générer une douleur modérée • Injection de l’analgésique pré et post opératoire (maximum 2 fois par jour pendant 2 jours) et lors de l’euthanasie (moins de 10 sec) douleur légère et de courte durée à l’injection • A des prélèvements de sang de très faibles volumes sur animal vigile : 6 prélèvements maximum sur 24 heures, 1 fois maximum durant l’étude, contention de 2 minutes maximum, générant une douleur légère au moment de la ponction de moins de 30sec et stress lié à la contention nécessaire. - Conséquence indirecte des actes expérimentaux : • Les produits de référence administrés pourraient induire une perte de cellules de Purkinje débutante (produit positif) mais ne devraient pas induire de signes cliniques modérés ni marqués. Toutefois des signes neuro-locomoteurs légers peuvent déjà être observées précocement et uniquement lors d’évaluations comportementales et neuro-locomotrices dédiées pouvant provoquer un inconfort léger pour l’animal.

Devenir

L’ensemble des animaux ayant reçu l’administration d’un produit de référence ou d’un véhicule seront euthanasiés à l’issue de ce projet pour l’analyse de biomarqueurs et d’organes pour examen de leur structure (analyse histologique) ou analyse de l’activité des gènes (transcriptomique) et des protéines produites dans ces tissus (protéomique)selon les groupes. Les seuls cas de réutilisation possible dans un autre projet concernent les souris pour lesquelles au moins une première administration d’analgésique en préparation de la chirurgie a été réalisée et qui n’ont pas été opérées et n’ont donc pas reçu de produit de référence ou véhicule. Ce cas peut se produire dans de rares cas suite à une décision anticipée d’arrêt de l’étude ou d’un groupe à la suite d’observation de signes cliniques sur un autre animal traité du même groupe par exemple. Ces animaux ayant déjà reçu au préalable une injection d’analgésique avant la chirurgie pourront dans ce cas être réutilisés dans d’autres projets.

Remplacement

Ce projet a pour but d’identifier des biomarqueurs précoces prédictifs d’une toxicité retardée post administration de produits de référence induisant ou non une perte de cellules de Purkinje. Cette approche permet d’identifier de potentiels marqueurs précoces de cette toxicité pouvant être observée avec les ASOs administrés dans le système nerveux. Actuellement, il n’existe pas d’alternative, validée scientifiquement, éthiquement et réglementairement, à l’utilisation d’animaux tout comme il n’existe pas de modèle vitro suffisamment complet, pour permettre l’identification de biomarqueurs prédictifs de l’apparition d’une toxicité retardée suite à l’injection de ces produits de référence (ASOs). L’utilisation d’un modèle animal reste donc nécessaire et la souris est l’espèce rongeur la plus adéquate pour répondre à l’ensemble des objectifs du projet (toxicité observée dans cette espèce, processus physiologiques très proches de l’Humain).

Réduction

Les produits de référence sont sélectionnés à l’aide de screening vitro et/ou silico et des études vivo de sécurité avant la mise en place des études incluses dans ce projet. Le nombre d’animaux prévu par étude est de 9 par temps de prélèvement (3 temps envisagés au total par produit de référence/véhicule). Ce choix est dicté par la nécessité de garantir la robustesse des données face à plusieurs sources de variabilité. Par groupe, 5 animaux seront nécessaires pour les analyses biochimiques, analyse de l’activité des gènes et de la synthèse des protéines et 4 pour l'examen des tissus. Ce nombre est nécessaire pour obtenir des résultats robustes pour les analyses complexes ex vivo envisagées et permet de compenser l’hétérogénéité liée à l’injection intra-cérébroventriculaire (diffusion du produit variant d’un sujet à l’autre) et les variabilités interindividuelles. Ainsi le nombre d’échantillons produit permettra d’assurer des données exploitables lors des analyses en laboratoire. Cette approche permettra de détecter avec certitude des signaux d'alerte (biomarqueurs) qui prédisent une toxicité retardée, garantissant ainsi la robustesse de nos conclusions. C’est une approche efficace afin d’atteindre les objectifs de la procédure, générer des données consolidées pour les études ultérieures tout en utilisant le nombre d’animaux le plus restreint possible. Le choix de ce nombre est basé sur la littérature et sur l’expérience interne (chaque équipe effectuant les analyses ex vivo ayant une bonne connaissance de la variabilité observée chez la souris et spécifique à son type d’analyse). Les études de ce projet permettent la mesure de nombreux paramètres sur un même animal, grâce à différents examens cliniques et paracliniques peu invasifs (observations cliniques, poids) ou terminaux (prélèvement d’organes…) et des cinétiques complètes sur un même animal. Le design expérimental de ce projet est optimisé afin de n’utiliser que le strict minimum d’animaux et de générer des données utilisables pour les études ultérieures. De plus, la sélection préalable des produits de référence qui seront utilisés dans ces études (produit positif induisant des anomalies cérébrales, produite négatif ne présentant pas de toxicité retardée) permet d’explorer dans les meilleures conditions les biomarqueurs prédictifs de toxicité.

Raffinement

Des observations cliniques sont réalisées chaque jour. Le jour de la chirurgie, l’ensemble des animaux sera suivi grâce à une grille de scoring comportemental effectué 1h/3h et 24h (si applicable) post-opératoire. Dès que des signes cliniques sont observés, une décision est prise en concertation entre le vétérinaire, le responsable scientifique, la Structure chargée du Bien-Etre des Animaux (SBEA) et les équipes en charge des animaux. Selon les signes cliniques observés, une prescription de soins ou une euthanasie peut être mise en place, tout en tenant compte de l’objectif de l’étude. Cette décision se base sur le score d’une grille éthique de points limites spécifique à l’espèce étudiée et au projet, mise en place dès l’apparition de signes cliniques marqués. L’utilisation des produits de référence dans ce projet ne devrait pas induire de signes cliniques modérés ni marqués sur la durée de l’étude. Cependant, des signes légers ont déjà pu être observés précocement avec ces produits de référence lors des évaluations hebdomadaires comportementales et neuro-locomotrices dédiées. Par mesure de précaution, la grille éthique dédiée à ce projet pourra être utilisée si jugée nécessaire. L’administration par voie ICV est réalisée dans des conditions d’asepsie optimales, sous anesthésie gazeuse avec tapis chauffant, analgésie et anesthésie locale pré, péri et post-opératoire. Les administrations ICV se font de manière séquentielle afin de s’assurer du bon déroulement de la chirurgie et de ne pas inclure l’ensemble des animaux dans la procédure si des signes cliniques venaient à survenir, bien que les produits de référence soient injectés à une dose précédemment évaluée et ne devant pas induire de signes cliniques. Les animaux sont régulièrement manipulés par l’ensemble du personnel technique formé pour permettre un renforcement positif afin de générer le moins de stress possible lors des actes expérimentaux. Tous les animaux sont hébergés dans des conditions strictes de confinement avec à disposition un enrichissement spécifique (tunnel, éléments de nidification) et manipulés par du personnel formé au bien-être animal. Enfin, dès qu’un acte expérimental nécessite une incision une analgésie est mise en place en plus de l’anesthésie gazeuse.

Choix des espèces

Ce projet est réalisé chez la souris car : - La souris présente une forte homologie physiologique, comportementale et anatomique avec l’Humain et ainsi une forte valeur translationnelle. - La perte des cellules de Purkinje, qui constitue une toxicité potentielle liée à l’administration d’ASOs dans le système nerveux, a été observée dans cette espèce (et dans l’espèce Primate également) et doit être investiguée afin d’éviter que cet effet indésirable ne survienne chez l’humain en clinique. Les souris utilisées sont des jeunes adultes mâles et correspondent au sexe et à l’âge des animaux utilisés chez lesquels cette toxicité retardée a été observée avec les produits de référence.

Jusqu'à six prélèvements de sang en vingt-quatre heures, répétés deux fois, et une chirurgie de trente minutes pour injecter un produit dans le liquide céphalo-rachidien: 405 rats sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, dont 365 tués à l'issue et 40 réutilisables ailleurs s'ils n'ont reçu aucun produit. Les produits injectés sont choisis parce qu'ils provoquent une hydrocéphalie, une accumulation de liquide dans les ventricules cérébraux, que le porteur décrit comme survenant sans signes cliniques visibles chez le rat. L'objet du projet est de repérer des marqueurs précoces de cette toxicité, pour sécuriser plus tard l'évaluation de candidats médicaments dans un autre projet. Le rat est retenu parce que la voie intrathécale y est réalisable, contrairement à la souris, parce que l'hydrocéphalie s'y observe comme chez l'être humain, et parce que les études réglementaires ultérieures utiliseront la même espèce.

Objectifs

Les troubles neurologiques constituent désormais la première cause de handicap et de morbidité mondiale, touchant plus de 3,4 milliards de personnes. Face à l'absence de traitements curatifs pour ces pathologies graves affectant le cerveau et la moelle épinière, la Recherche et Développement accélère le déploiement de thérapies innovantes, notamment les oligonucléotides antisens (ASO). Cette stratégie thérapeutique bloque la production de protéines toxiques avant l’apparition de lésions cérébrales. Le principal obstacle réside dans la difficulté pour ces thérapies de franchir la barrière hémato-encéphalique (BHE), filtre protecteur qui isole le cerveau de la circulation sanguine. Pour garantir que le médicament atteigne les cellules cibles dans le cerveau il est nécessaire de l'administrer par voie intrathécale (IT au niveau des lombaires) directement dans le liquide céphalo-rachidien (LCR). Cependant, l’administration de certains ASOs par voie IT pendant le développement clinique chez l’Homme peut provoquer des effets indésirables structurels détectables par imagerie par résonance magnétique (IRM), notamment l’hydrocéphalie, caractérisée par une accumulation de LCR dans les ventricules cérébraux (et en conséquence une augmentation de leur taille). Ces modifications anatomiques, souvent asymptomatiques au début, peuvent altérer gravement les fonctions neurologiques à terme. L’enjeu de ce projet est d’identifier des biomarqueurs précoces de cette toxicité retardée à la suite de l’injection par voie IT de produits de référence (provoquant une hydrocéphalie) chez le rat. C’est un modèle présentant une forte homologie physiologique avec l’Humain et pour lequel la voie IT est réalisable (au contraire de la souris). Un suivi de deux semaines post-injection, incluant des prélèvements biologiques à différents temps sont programmés pour effectuer des analyses approfondies. L'objectif scientifique de ce projet est donc de caractériser ces anomalies en intégrant une recherche de biomarqueurs précoces prédictifs d’une potentielle toxicité cérébrale avant même l'apparition de lésions irréversibles telles que l’hydrocéphalie. L’exploitation des résultats de ce projet pourra être appliquée aux évaluations ultérieures de candidats médicaments (ASOs), dans le cadre d’un autre projet. En identifiant ces signaux d'alerte dès les phases non cliniques, cela permet de garantir la sécurité des patients lors des futurs essais cliniques.

Bénéfices attendus

Ces études s’inscrivent dans l’optique d’accélérer la mise à disposition de thérapies innovantes pour le traitement de pathologies neurologiques et d’offrir de meilleures perspectives aux patients touchés par ces maladies. L’objectif de ce projet est d’identifier des marqueurs précoces de la toxicité retardée (hydrocéphalie) observée suite à l’administration au niveau des lombaires de thérapies d’ores et déjà connues en clinique ciblant les pathologies du système nerveux central. Ce projet permettra également de pouvoir corréler les résultats des analyses histologiques et protéiques aux modifications cérébrales pouvant être observées par IRM. La détection de biomarqueurs précoces susceptibles de prédire les effets potentiellement toxiques (anomalies cérébrales) de ces produits de référence permettra in fine de renforcer le profil de sécurité des candidats médicaments en développement dans des études ultérieures. L’exploitation des résultats de ce projet pourra être appliquée aux évaluations ultérieures de candidats médicaments, dans le cadre d’un autre projet afin de sécuriser à terme l’utilisation de ces thérapies chez les patients

Procédures

Chirurgie : - A l’administration unique de produits de référence par voie intrathécale nécessitant un abord chirurgical sous anesthésie générale gazeuse et couverture analgésique –durée de la chirurgie environ 30 minutes - A l’administration d’analgésique en pré, péri et post opératoire et lors de l’euthanasie -administration de 10 secondes environ - A des prélèvements de sang de faible volume : 6 prélèvements maximum sur 24 heures, 2 fois maximum durant l’étude sur animal vigile, contention de 2 minutes maximum, durée du prélèvement de quelques secondes - A un prélèvement unique de Liquide Céphalo Rachidien sous anesthésie générale avant l’euthanasie (durée 30 sec) - A une administration terminale d’une dose létale d’euthanasiant sous sédation (durée 10 sec) - Prélèvement unique de sang réalisé sous anesthésie et analgésie avant l’euthanasie (durée 10 min)

Impact sur les animaux

Dans le cadre de ce projet, des nuisances ou douleurs peuvent survenir à savoir : • Les produits de référence administrés peuvent induire une hydrocéphalie sans apparition de signes cliniques (contrôle positif) et peuvent provoquer une nuisance légère pour l’animal. Conséquences directes des actes expérimentaux : • Induction de l’anesthésie gazeuse (pour chirurgie ou prélèvement de liquide céphalo-rachidien (LCR), ou préalable à l’euthanasie) : l’induction qui est rapide peut générer du stress (degré de sévérité léger). Administration intrathécale : la phase de chirurgie nécessaire à l’administration du produit de référence (d’une durée d’environ 30 minutes) et de la phase post-opératoire peut générer du stress et de la douleur (degré de sévérité modérée) • Administrations d’analgésique : la contention d’une durée maximale de 15s peut générer du stress et une douleur liée à l’administration (moins de 10s) (degré de sévérité léger) • Prélèvements de sang : la contention d’une durée maximale de 2 min ainsi que le prélèvement (moins de 30s) peuvent générer du stress et de la douleur (maximum 6 points de prélèvement sur 24h) • Prélèvement unique de Liquide Céphalo Rachidien sous anesthésie générale avant l’euthanasie (durée 30 sec, degré de sévérité sans réveil)

Devenir

L’ensemble des animaux ayant reçu l’administration d’un produit de référence seront euthanasiés à l’issue de ce projet pour l’analyse de biomarqueurs et d’organes pour analyse histologique ou pour l’analyse de l’expression des gènes et des protéines selon les groupes. Les seuls cas de réutilisation possible dans un autre projet concernent les rats pour lesquels au moins une première administration d’analgésique en préparation de la chirurgie a été réalisée dans le cadre du projet et qui n’ont pas reçu de produit de référence /véhicule du fait d’une décision anticipée d’arrêt de l’étude ou d’un groupe à la suite d’observation de signes cliniques sur un autre rat traité du même groupe par exemple.

Remplacement

Ce projet a pour but d’identifier des biomarqueurs précoces prédictifs d’une toxicité retardée post administration de produits de référence induisant ou non une hydrocéphalie. Cette approche permet d’identifier de potentiels marqueurs précoces de l’hydrocéphalie pouvant être observée avec les ASOs administrés par voie intrathécale (IT). Actuellement, il n’existe pas d’alternative, validée scientifiquement, éthiquement et réglementairement, à l’utilisation d’animaux tout comme il n’existe pas de modèle vitro suffisamment complet, pour permettre l’identification de biomarqueurs prédictifs de l’apparition d’une toxicité retardée suite à l’injection de ces produits de référence (ASOs). L’utilisation d’un modèle animal reste donc nécessaire et le rat est l’espèce rongeur la plus adéquate pour répondre à l’ensemble des objectifs du projet (voie intrathécale possible chez cette espèce, processus physiologiques très proches de l’Humain).

Réduction

Les produits de référence ont été sélectionnés à l’aide de screening vitro et/ou silico et étudiés via des études vivo de sécurité en imagerie IRM de sécurité avant la mise en place des études incluses dans ce projet. Le nombre d’animaux prévu par étude est de 12 par temps de prélèvement (3 points envisagés au total par produit de référence ou véhicule).. Ce choix est dicté pour assurer la fiabilité des données face à diverses sources de variabilité. Par groupe, 8 animaux seront nécessaires pour les analyses biochimiques et 4 pour l'examen des tissus. Ce nombre d'animaux a été déterminé empiriquement, s'appuyant sur l'expérience interne des équipes pour la réalisation des analyses ex vivo complexes envisagées. Il est indispensable pour obtenir des résultats robustes et compenser l'hétérogénéité liée à l'injection intrathécale (diffusion du produit de référence variant d'un sujet à l'autre) ainsi que les variabilités interindividuelles. Ainsi, le nombre d'échantillons produit permettra de garantir des données exploitables lors des analyses en laboratoire. Cette approche permettra de détecter avec certitude des signaux d'alerte (biomarqueurs) prédictifs d'une toxicité retardée, assurant ainsi la solidité de nos conclusions. C’est une approche efficace afin d’atteindre les objectifs de la procédure, générer des données consolidées pour les études ultérieures tout en utilisant le nombre d’animaux le plus restreint possible. Le choix de ce nombre est basé sur la littérature et sur l’expérience interne (chaque équipe effectuant les analyses ex vivo ayant une bonne connaissance de la variabilité observée chez le rat et spécifique à son type d’analyse). Les études de ce projet permettent la mesure de nombreux paramètres sur un même animal, grâce à différents examens cliniques et paracliniques peu invasifs (observations cliniques, poids) ou terminaux (prélèvement de LCR et d’organes…) et des cinétiques complètes sur un même animal. Le design expérimental de ce projet est optimisé afin de n’utiliser que le strict minimum d’animaux et de générer des données utilisables pour les études ultérieures. De plus, la sélection préalable des produits de référence qui seront utilisés dans ces études (contrôle positif induisant des anomalies cérébrales, contrôle négatif ne présentant pas de toxicité retardée) permet d’explorer dans les meilleurs conditions les biomarqueurs prédictifs de toxicité.

Raffinement

Des observations cliniques sont réalisées chaque jour. Dès que des signes cliniques sont observés, une décision est prise en concertation entre le vétérinaire, le responsable scientifique, la Structure chargée du Bien-Etre des Animaux (SBEA) et les équipes en charge des animaux. Selon les signes cliniques observés, une prescription de soins, ou une euthanasie peut être mise en place, tout en tenant compte de l’objectif de l’étude. Cette décision se base si besoin sur le score d’une grille de points limites spécifique à l’espèce étudiée et au projet, mise en place dès l’apparition de signes cliniques marqués. Bien que l’utilisation de produits de référence dans ce projet n’induisent pas de signes cliniques, l’utilisation de la grille éthique pourra être utilisée si jugée nécessaire. L’administration par voie IT est réalisée dans des conditions d’asepsie optimales, sous anesthésie gazeuse avec tapis chauffant, analgésie et anesthésie locale pré, péri et post-opératoire. De plus, un suivi post injection à 1h et 3h sera assuré dès le réveil de l’animal utilisant une analyse observationnelle basée sur des critères définis par une grille d’observation spécifique scorée. Les administrations IT se font de manière séquentielle afin de s’assurer du bon déroulement de la chirurgie et de ne pas inclure l’ensemble des animaux dans la procédure si des signes cliniques venaient à survenir bien que les produits de référence soient injectés à une dose précédemment évaluée et ne devant pas induire de signes cliniques. Les animaux sont régulièrement manipulés par l’ensemble du personnel technique formé pour permettre un renforcement positif afin de générer le moins de stress possible lors des actes expérimentaux. Pour les études d’une durée supérieure à 1 semaine, une puce électronique d’identification couplée à un capteur de température pourra permettre le suivi de la température corporelle de manière non invasive. Tous les animaux sont hébergés en groupes, sauf cas exceptionnel justifié scientifiquement (signes cliniques nécessitant l’hébergement individuel n’excédant pas 6 heures), avec de l’enrichissement adapté aux besoins du rat (matériel de nidification, matériel à ronger). Au cas par cas, on peut mettre en place des modifications des conditions d’hébergement pour raffinement (ex : chauffage en cas d’hypothermie transitoire). Enfin, dès qu’un acte expérimental nécessite une incision une analgésie est mise en place en plus de l’anesthésie gazeuse.

Choix des espèces

Ce projet est réalisé chez le rat car : - Le rat présente une forte homologie physiologique, comportementale et anatomique avec l’Humain et ainsi une forte valeur translationnelle. De plus la voie intrathécale nécessaire à l’administration des produits de référence de ce projet peut être réalisée chez le rat. - Les structures cérébrales, dont certaines sont la cible des futurs candidats médicaments sont plus faciles à discerner chez cette espèce. - L’hydrocéphalie, qui constitue une toxicité potentielle liée à l’administration d’ASOs en intrathécale, est observée à la fois chez le rat et chez l’humain - Les études réglementaires ultérieures et nécessaires au développement d’un candidat médicament utilisent le rat. De plus, les résultats obtenus pourront être corrélés aux études de sécurité réalisées en amont. Les rats utilisés sont des jeunes adultes et adultes, conformément aux requis réglementaires et correspondant à l’âge des animaux utilisés communément dans les protocoles de recherche de candidat médicament et dans les études ultérieures à ce projet.

Cent-dix études réglementaires en trois ans, exigées avant tout essai clinique ou toute mise sur le marché : 2 000 macaques à longue queue vont être utilisés, 1 568 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 432 en gravité légère. Ils reçoivent des produits par voie orale ou par injection, parfois placés jusqu'à deux heures sur une chaise de contention, isolés en cage individuelle jusqu'à 72 heures pour la collecte d'urine, équipés d'un gilet portant une pompe, d'électrodes, de cathéters permanents ou d'implants de télémétrie posés sous anesthésie. La plupart sont tués pour l'examen des organes exigé par la réglementation, 150 sont réutilisés dans d'autres études, six retournent en élevage et trois sont placés. Le porteur rappelle que la réglementation réserve les primates aux pathologies humaines invalidantes ou mortelles et aux cas sans autre espèce possible, tout en couvrant par ce seul projet médicaments et dispositifs médicaux de commanditaires variés.

Objectifs

L’objectif de ce projet est la réalisation des études réglementaires de toxicologie générale ou de pharmacologie de sécurité ou de tolérance locale ou des études préliminaires (recherche de doses, dose maximale tolérée, étude de pharmacocinétique, pharmacologie et pharmacodynamie) ou des études d’immunogénicité chez le primate non humain. Ces études consistent en l’administration unique ou répétée du produit à tester (médicament ou dispositif médical) suivie par des observations régulières des animaux, pesées corporelles, suivi de la consommation alimentaire, examen ophtalmologique, évaluation des effets sur la tolérance locale (si applicable), évaluation des effets sur les paramètres sanguins ou urinaires, évaluation des effets neurocomportementaux ou sur les fonctions respiratoires, cardiovasculaires et immunologiques, analyse macroscopique et/ou histopathologique, évaluation de la pharmacocinétique et pharmacodynamie du produit. Ces études permettront d’accéder aux essais cliniques afin de confirmer la sécurité et l’efficacité du produit chez l’Homme avant sa mise sur le marché ou d’obtenir l’autorisation de mise sur le marché (dispositif médical). Le nombre d’études pouvant être réalisées au total sur ce projet est de 110 sur 3 ans.

Bénéfices attendus

Les études de toxicologie générale ou de pharmacologie de sécurité ou de tolérance locale sont réglementairement requises par les lignes directrices Européennes et Internationales et représentent une étape essentielle avant de réaliser des essais cliniques sur un médicament humain (sur des volontaires sains à court terme et sur les patients à moyen et long terme), ou pour l’obtention d’une autorisation de mise sur le marché pour les dispositifs médicaux. Elles visent à définir le profil de toxicité ou de tolérabilité des produits à tester et donc rendre les essais cliniques plus sûrs pour les patients ou volontaires participant à l'essai. Elles permettent aussi de définir la dose qui sera testée (avec une marge de sécurité) pour la première administration à l’Homme. Ce projet permettra donc d’avancer dans le développement des solutions thérapeutiques, prophylactiques (préventives) ou diagnostiques innovantes pour le traitement de certaines maladies chez l’Homme.

Procédures

Les animaux pourront être soumis à des prélèvements sanguins, sur animal vigile, en accord avec les recommandations du comité d’éthique et de la structure du bien-être animal. Des récoltes d’urines et de fécès pourront être réalisées en plaçant les animaux dans des cages spécifiques. Les animaux recevront les produits à tester par différentes voies, orale ou injections, avec si nécessaire mise sur siège à contention pour des administrations intraveineuses lentes ou des voies orales sur animaux matures. Les animaux pourront être équipés d’un gilet contenant une pompe ou avec des capteurs pour enregistrer les paramètres ECG. Les animaux pourront être anesthésiés pour tout acte nécessitant une immobilisation de l’animal pour une durée limitée à quelques minutes, comme les examens ophtalmologiques ou les examens physiques détaillés. Pour des examens plus longs ou pour des prélèvements (tels que la moelle ossseuse, liquide céphalorachidien ou biopsies diverses) ou pour des chirurgies telles que les implantations de cathéter ou d’implant de télémétrie, l’anesthésie sera plus longue et plus profonde avec un protocole adapté. Le nombre d’anesthésies et de prélèvements sera réduit au maximum de ce qui est nécessaire pour diminuer au maximum l’inconfort des animaux. Les animaux pourront être isolés pendant 24h en post-opératoire des chirurgies de cathétérisme intrathécal pour éviter que les congénères touchent la plaie et qu'on ait des infections. - La fréquence de ces administrations varie en fonction du produit (par exemple 1 fois par jour, 1 fois par semaine) - La durée des administrations est généralement rapide quelques secondes à quelques minutes pour les voies orale et administrations, sous-cutanée, intraveineuse ou intramusculaire. Les administrations par perfusion continue peuvent durer de plusieurs heures par jour ou être en continu. - Des prélèvements seront réalisés pour évaluer les effets sur les paramètres sanguins et urinaires ; généralement 2 à 4 fois par étude. L'évaluation de la pharmacocinétique/pharmacodynamique et mesure des biomarqueurs dans le sang sont réalisés plusieurs fois par étude (généralement 2 à 6 occasions). - Le nombre et la durée des interventions sont adaptés en fonction de l'utilisation clinique, de la durée d'étude, de la cinétique d'exposition, des effets attendus et sont définis dans le plan d'étude.

Impact sur les animaux

Les nuisances pour les animaux peuvent être les suivantes : - Stress, inconfort ou douleur brève, n’excédant pas quelques minutes, lors des procédures d’administration et de prélèvement de sang. Dans le cas d’administration intraveineuse lente la procédure d’administration peut être plus longue (maximum 2h) avec placement de l’animal en chaise à contention. Pour des prélèvements sanguins, l’animal peut être isolé (maximum 1h) dans un compartiment individuel. - Hébergement dans une cage individuelle pour collecte d’urines pendant 72h maximum - Anesthésie de quelques minutes et réveil d’anesthésie avec éventuellement désorientation/perte d’équilibre ou hypothermie lors des examens physiques détaillés ou des examens ophtalmologiques ou tout autre acte nécessitant une sédation légère. - Anesthésie et douleur légère à modérée en post-opératoire (quelques jours) pour la pose des cathéters ou d’implants de capteurs collectant des données physiologiques. - Stress, inconfort lié au port d’un gilet avec une pompe pour les animaux implantés avec un cathéter en permanence depuis la chirurgie jusqu’à la fin de période de traitement. - Stress, inconfort lors de la mise en place d’électrodes ou d’un brassard avec mise en siège à contention pour une évaluation des fonctions vitales telles que ECG ou pression artérielle, pour une durée maximale telle que décrite pour les administrations. - Pour des cas exceptionnels, stress, inconfort lié à la mise à jeun avec isolement dans un compartiment individuel pour une durée maximum de 16h pour recueil d’urines/feces. - Modification ponctuelle et de courte durée du cycle nycthémèral lorsque des actes d’études (prise de sang pour de la bioanalyse, par exemple) devant se faire pendant la période nocturne. - Effets toxicologiques ou pharmacologiques ou effets locaux (sites d’administration) légers à modérés dus à l’administration des médicaments à tester (perte de poids, léthargie, excitation, baisse de la consommation de nourriture, tremblements, irritation ou inflammation locale au site d’administration…).

Devenir

En accord avec le plan d’étude utilisé les animaux pourrons être 1) euthanasiés en fin d’expérimentation en vue d’examens et de prélèvements d’organes ou tissus (examens macroscopiques et/ou microscopiques) tels que requis par la réglementation pour la détermination des organes cibles ; 2) gardés en vie et retourner en zone d’hébergement hors étude suite à l’avis du vétérinaire avec l’évaluation de la gravité réelle des procédures subies ; 3) replacés en accord avec la structure en charge du bien-être animal et les vétérinaires ; 4) hébergés en attente d’inclusion en étude, conditionnée par un examen vétérinaire favorable.

Remplacement

Actuellement, il n’existe pas encore d’alternatives à l’utilisation d’animaux pour évaluer la toxicité de substances dans leur globalité sur un corps entier avec une connectitivé de tous les organes et tissus. Pour le moment, les approches alternatives (NAMs) ne permettent pas elles seules de déterminer la toxicité de substances suite à une expoxition systémique. Dans ces études, un relevé des signes cliniques et des paramètres sanguins des animaux est requis, ainsi qu’une évaluation macroscopique et microscopique des organes nécessitant d’avoir accès à l’animal dans son entièreté, pour évaluer l’ensemble des paramètres demandés par les lignes directrices.

Réduction

Le nombre d’animaux pour les études réglementaires est défini dans les lignes directrices internationales applicables (notamment ICH) et adapté en fonction du nombre de doses testées, du nombre de produits testés et de la présence ou non d’une période de réversibilité. Pour les études préliminaires, le nombre d’animaux par lot est établi au plus juste afin d’obtenir des résultats exploitables et en tenant compte des objectifs de l’étude, du nombre de doses testées et du nombre de produits ; il est précisé dans le plan d’étude. Le plan d’étude est évalué par le comité d’éthique avant le démarrage de l’étude. Dans la mesure du possible, notamment pour les études préliminaires, il n’est pas nécessaire d’avoir un lot contrôle puisque l’on dispose de données prétest ou de données historiques relevantes pour les interprétations. Le développement d’études avec un Virtual Control Groupe (basé sur une banque de données des paramètres principaux de toxicologie obtenue à partir d’études avec le même design et sur le même modèle animal) permettra de limiter également l’utilisation d’animaux contrôles, y compris dans les études réglementaires. Dans les études de télémétrie, le design est en carré latin, l'animal est son propre contrôle et recoit chaque dose produit à tester tour à tour. Ce type de design permet de réduire le nombre d'animaux utilisés. Dès que cela est possible, les paramètres de pharmacologie de sécurité sont évalués dans les études de toxicologie ce qui évite la réalisation d'études de pharmacologie de sécurité standalone et réduit le nombre d’animaux utilisés. Lors que cela est possible, les animaux contrôles réverses peuvent retourner en stock au sein de l’établissement utilisateur, après accord vétérinaire. Lorsqu’aucun effet du genre de l’animal n’est attendu, un seul sexe pourra être utilisé dans l’étude.

Raffinement

Pour améliorer leur bien-être, les animaux seront hébergés en groupes sociaux dans la mesure du possible et auront au moins 15 jours d’acclimatation dans la salle d’étude avant la première administration. Pour limiter le stress des animaux, des séances d'habituation au transfert en compartiment de procédure seront réalisées avec la distribution de récompenses. Les animaux bénéficient également de divers enrichissements tels que des jouets (en rotation sur la semaine), des bâtonnets de bois à ronger, des graines de tournesol/raisins secs, des tunnels en carton et de fruits et légumes en plus de l’alimentation classique. L’hébergement en volière sera privilégié (au moins pour les primates juvéniles) car il comporte des tubes en PVC, des perchoirs, des barrières visuelles et des balançoires. La musique sera présente dans l’ensemble des hébergements. Des récompenses alimentaires seront distribuées après les actes contraignants. Les animaux seront progressivement habitués aux administrations orales, au placement sur siège lors d'administration IV longue, ... Les techniques engendrant le moins de stress ou d’inconfort sur une durée la plus courte possible pour l’animal seront privilégiées. Les actes pouvant engendrer du stress ou de l’inconfort seront réduits au minimum nécessaire (nombre et durée) et seront réalisés sous anesthésie avec un protocole analgésique adapté le cas échéant. Les animaux sont observés au moins 1 fois par jour (incluant le week-end) afin de permettre la détection rapide de signes cliniques et d’agir au plus vite pour limiter toute souffrance ou douleur inutile. En cas de signes cliniques ayant des répercussions sur le bien-être animal, des mesures rapides et appropriées seront prises par le vétérinaire (mise en place d’un traitement médical, interruption des administrations, réduction de la dose testée par exemple). Pour les études préliminaires de recherche de doses, le choix de la dose ultérieure est raffiné et adapté en fonction des effets cliniques observés à la dose précédente, sous supervision éthique. Les procédures chirurgicales seront réalisées sous anesthésie avec un protocole d’analgésie adapté (cf section anesthésie/analgésie de chaque procédure). Pour les candidats médicaments biologiques, un prétraitement pourra être réalisé avec des anti-histaminiques ou corticoïdes pour limiter le risque de réaction immunogène.

Choix des espèces

L’utilisation du primate non humain se justifie d’un point de vue réglementaire car c’est une des espèces non-rongeurs acceptée pour la réalisation d’études précliniques. Le choix du primate non humain est basé sur la réglementation qui réserve l’utilisation de primates non humains aux études précliniques sur des candidats médicaments destinés à traiter des pathologies humaines invalidantes ou mortelles et sous réserve qu’il existe des éléments scientifiques indiquant que la finalité de la procédure ne peut pas être atteinte en utilisant d’autres espèces. Ces données scientifiques peuvent être des données pharmacocinétiques, de métabolisme et de pharmacodynamie et/ou des analogies entre l'Homme et l'animal. L’âge des animaux sera déterminé en fonction du type d’étude et de la population ou des animaux cibles du produit, cela peut varier de l’âge juvénile jusqu’à l’âge adulte, correspondant à la maturité sexuelle. Ce choix est fait en prenant en considération l’ensemble des études réglementaires précliniques qui pourraient être nécessaires pour les essais cliniques chez l’Homme et l’autorisation de mise sur le marché d’un nouveau médicament.

Une partie d'entre elles finit remise à un service de formation aux gestes techniques : 351 souris exposées par leur alimentation à un herbicide très répandu vont être utilisées pour en étudier les effets indirects via le microbiote intestinal, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Elles sont suivies jusqu'à l'âge adulte avec pesées, mesures de glycémie et un modèle d'inflammation intestinale provoquant perte de poids et diarrhées. La plupart sont tuées pour prélever des échantillons ou fabriquer des organoïdes intestinaux, tandis que 45 reproductrices sont ensuite remises à un service de formation à la contention et aux gestes techniques. Le porteur présente cette réaffectation comme un moyen d'"optimiser leur utilisation".

Objectifs

Nous étudierons un des herbicides les plus utilisés dans le monde qui agit en bloquant un mécanisme essentiel chez les plantes, ce qui entraîne leur mort. Comme ce mécanisme n’existe pas chez les mammifères, cet herbicide a longtemps été considéré comme sans danger pour la santé humaine. Cependant, certaines bactéries présentes dans notre intestin possèdent ce mécanisme. Or, ces bactéries forment le microbiote intestinal, qui joue un rôle important dans la digestion, le système immunitaire et le bon fonctionnement de l’organisme. Des études chez la souris ont montré que l'herbicide peut modifier la composition de ce microbiote. Ces modifications pourraient avoir des conséquences sur la santé, notamment en favorisant des troubles digestifs ou métaboliques. Toutefois, on ne sait pas encore si l'herbicide peut réellement contribuer au développement de ces maladies via le microbiote. Ce projet vise donc à mieux comprendre ces effets en étudiant des souris exposées à l'herbicide par l’alimentation tout au long de leur vie, de manière à se rapprocher des conditions d’exposition humaine.

Bénéfices attendus

Nous souhaitons approfondir les connaissances sur l’impact de l’exposition alimentaire à un herbicide et fournir des données indépendantes sur le pesticide le plus utilisé et le plus controversé au monde. Nous étudierons certains paramètres peu explorés dans les études toxicologiques réglementaires, à savoir les effets sur le microbiote intestinal, l'inflammation intestinale et le métabolisme. Ces données indépendantes pourront servir aux agences réglementaires et aux politiques pour formuler des recommandations sur l’utilisation de ce pesticide.

Procédures

Les animaux sont répartis en trois groupes (12 mâles et 12 femelles par groupe) et suivis jusqu’à l’âge adulte (J130). Les 3 groupes correspondent à des souris non exposées, exposées à une dose faible et exposées à une dose plus forte d'herbicide incorporé dans l'alimentation. Tous les animaux font l’objet d’un suivi régulier comprenant une pesée hebdomadaire et un suivi de la consommation alimentaire et hydrique (toute la durée de l’étude). Des prélèvements de fèces non invasifs sont réalisés toutes les deux semaines (environ 1–2 minutes par animal). Une mesure de la glycémie à jeun, similaire à celle réalisée chez l’Homme (prélèvement d’une goutte de sang), est effectuée une fois par mois (moins de 1 minute par animal). À partir de J84, trois interventions sont réalisées à deux semaines d’intervalle : • placement en cage individuelle spécifique pendant 23 heures pour la collecte des urines, • test de tolérance au glucose (durée totale d’environ 2 heures avec mesures répétées), • autre test de tolérance métabolique (durée totale d’environ 2 heures avec mesures répétées). En fin d’expérimentation, un prélèvement sanguin est réalisé (moins d’1 minute), suivi de la mise à mort des animaux. Dans un second groupe d’animaux, un suivi similaire est réalisé (pesée hebdomadaire, consommation, prélèvements de fèces toutes les deux semaines). Ces animaux reçoivent en plus un traitement de 7 jours visant à induire une inflammation intestinale, suivi d’une période de récupération de 5 jours, avec observation quotidienne de leur état général (quelques minutes par animal).

Impact sur les animaux

Aucun signe de toxicité notable n’a été observé dans des conditions d’exposition similaires lors d’études précédentes. Les interventions prévues peuvent néanmoins entraîner des effets indésirables modérés et transitoires, incluant un stress lié aux manipulations répétées et une gêne ponctuelle lors des prélèvements. L’hébergement temporaire en cage individuelle peut induire un stress léger à modéré. Le modèle d’inflammation intestinale induit entraîne des signes cliniques modérés à marqués sur une durée limitée, comprenant une perte de poids, des diarrhées et une altération de l’état général. Ces effets sont réversibles chez la majorité des animaux après la phase d’induction.

Devenir

Les souris F1 seront euthanasiées à la fin de l’expérimentation afin de prélever des échantillons qui seront analysés pour répondre à la question scientifique. Les souris F1 surnuméraires seront mises à mort au sevrage pour préparer des organoïdes intestinaux. Les souris F0 des deux sexes (10 femelles et 5 mâles par procédure, soit 45 souris au total) seront mises à disposition de la DAP de formation à la contention et aux gestes techniques de l’établissement déjà autorisée à cet effet, permettant d’optimiser leur utilisation.

Remplacement

Notre laboratoire utilise habituellement des modèles simplifiés (comme des cellules ou des tissus isolés) pour étudier les effets directs de certaines substances sur les organes. Cependant, dans ce projet, nous cherchons à comprendre des effets indirects d'un herbicide, qui pourraient passer par les bactéries présentes dans l’intestin, appelées microbiote intestinal. En effet, cet herbicide agit principalement sur une cible présente chez certaines bactéries, mais absente chez les cellules humaines, ce qui suggère que ses effets pourraient dépendre de ces micro-organismes. Pour étudier ces interactions complexes, il est nécessaire d’utiliser un organisme entier, car le microbiote, l’intestin, le système immunitaire et d’autres organes (comme le foie ou les tissus adipeux) communiquent entre eux et fonctionnent ensemble. À l’heure actuelle, il n’existe pas de méthode alternative permettant de reproduire fidèlement ces interactions dans leur globalité. Dans un second temps, les résultats obtenus permettront d’orienter des études complémentaires sur des modèles plus simples, afin de mieux comprendre les mécanismes en jeu et de limiter à l’avenir le recours aux animaux.

Réduction

Le nombre d’animaux a été déterminé à l’aide d’un outil de biostatistique (R), sur la base de données issues d’études préliminaires. Cette approche permet de définir l’effectif minimal nécessaire pour mettre en évidence des effets biologiquement pertinents tout en garantissant une puissance statistique suffisante. Ainsi, un effectif de 12 animaux par groupe a été retenu afin d’assurer la robustesse des résultats tout en limitant le nombre d’animaux utilisés.

Raffinement

Les animaux seront hébergés en groupes de 4 dans des cages enrichies comprenant des dispositifs permettant l’isolement si nécessaire. Ils seront manipulés régulièrement afin de les habituer à la contention et de limiter le stress lié aux interventions expérimentales. Une surveillance régulière des animaux sera mise en place tout au long de l’étude afin d’évaluer leur état général et de détecter précocement tout signe de souffrance ou de détresse. Cette surveillance repose sur une grille de scoring intégrant plusieurs paramètres (poids, apparence physique, comportement spontané et réponse aux stimuli), permettant une évaluation globale et standardisée de l’état de l’animal. Une surveillance renforcée sera appliquée lors des phases expérimentales les plus sensibles, notamment lors de l’induction de l’inflammation intestinale. La grille de score, associée à des points limites prédéfinis et adaptés à chaque procédure, permettra de guider les décisions de prise en charge et, si nécessaire, de déclencher l’arrêt de l’expérimentation afin de préserver le bien-être des animaux.

Choix des espèces

La souris est un modèle couramment utilisé en recherche biomédicale, car son organisme présente de nombreuses similitudes avec celui de l’être humain, notamment pour l’étude du métabolisme, du système immunitaire et du fonctionnement intestinal. De plus, de nombreux outils scientifiques permettent d’analyser précisément ces fonctions chez cet animal. Dans ce projet, des souris adultes seront utilisées pour permettre la reproduction, puis leurs descendants seront suivis jusqu’à l’âge adulte. Cette approche permet d’étudier les effets d’une exposition précoce, dès la vie avant la naissance, ainsi que ses conséquences à long terme sur la santé intestinale et métabolique.

Immunodéprimées puis dotées d'un système immunitaire humain, 14 400 souris vont être utilisées pour produire un modèle dit humanisé, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées à l'issue. Elles subissent une irradiation, des greffes de tumeurs ou de tissus humains, des infections par le VIH ou d'autres pathogènes, et jusqu'à huit prélèvements ou injections chacune. Leur immunodéficience les rend très sensibles aux infections, et l'irradiation peut provoquer des tumeurs. Le porteur présente ce modèle comme une alternative au primate non humain, jusque-là "modèle de choix" pour ces études.

Objectifs

L’étude in vivo de la physiopathologie de nombreux pathogènes humains ainsi que l’analyse de l’activité et de l’innocuité des traitements et vaccins contre ces pathogènes ne peut être réalisé chez l’Homme pour des raisons éthiques. Pour répondre à la nécessité croissante d’utiliser des modèles expérimentaux reproduisant l’infection par ces pathogènes dans un modèle expérimental, des modèles de souris humanisées pour le système immunitaire (souris HIS) ont été développés au cours des deux dernières décennies. Ces souris HIS sont des modèles in vivo précliniques qui permettent d’étudier l’immunité antitumorale, les interactions hôte/pathogène mais également de tester l’efficacité et la toxicité potentielle de nouveaux vaccins ou traitements (anticorps, immunomodulateurs…). Dans ce projet, nous proposons de produire des souris HIS qui seront par la suite soit utilisées par des laboratoires de recherche dans le cadre de leurs projets de recherche sur les pathologies humaines telles que le VIH (virus de l'Immunodéficience humaine) et/ou de développement de nouveaux vaccins ou traitements. Dans ce projet, nous testerons l’activité de nouvelles immuno-modulateurs thérapeutiques ou de nouveaux vaccins afin de tester leur activité anti-infectieuse ou anti-tumorale et/ou leur impact sur le système immunitaire humain et/ou d’autres tissus humains.

Bénéfices attendus

Ces souris HIS générées dans ce projet permettront d’étudier l’immunité antitumorale, les interactions hôte/pathogène de pathogènes humains mais également de tester l’efficacité et la toxicité potentielle de nouveaux vaccins ou traitements (anticorps, immunomodulateurs…).

Procédures

- irradiation (1 par animal, durée : quelques minutes) - prélèvement sanguin (1 à 8 par animal, durée : quelques secondes, intervalle 2 à 4 semaines) - injection hydrodynamique (1 par animal, durée 7-8 secondes) - injection intra-péritonéale (1 à 8 par animal, durée quelques secondes, intervalle 1jour à 1 mois) - injection intra-veineuse (1 à 8 par animal, durée quelques secondes, intervalle 1 jour à 1 mois) - injection intra-musculaire (1 à 3 par animal, durée quelques secondes, intervalle 1semaine à 1 mois) - injection sous-cutanée (1 à 8 par animal, durée quelques secondes, intervalle 1 jour à 1 mois) - administration dans eau de boisson (1 à 8 par animal, durée 24h à 1 mois, intervalle 1 jour à 1 mois) - administration par gavage (1 à 8 par animal, durée quelques secondes, intervalle 1 jour à 1 mois) - imagerie luminescente intravitale (2 à 10 par animal, durée 5min, intervalle entre 3 jours et 1 mois) - greffe de tissus humain (1 par animal, durée 20min)

Impact sur les animaux

Du fait de leur degré d’immunodéficience et après infection par le VIH, ces animaux sont très sensibles aux infections. Après irradiation certaines souris transgéniques peuvent développer avec l’âge des tumeurs d’origine murine. Après humanisation, ces souris peuvent développer des dermatites. L’apparition des signes cliniques est suivie régulièrement et des soins seront apportés en cas d’apparition de symptômes. De potentiels effets néfastes à long terme de l’irradiation, tels que le développement de tumeurs, pourraient apparaitre. Cependant, cette procédure est appliquée depuis de nombreuses années dans le laboratoire et il n’a été constaté des signes cliniques de ces effets néfastes que dans une minorité (5 mois). Un risque de dyspnée peut arriver dans les 5-10 minutes après injection hydrodynamique. Si une dyspnée est observée la souris sera mise à mort. Après injection cellules tumorales humaines les souris développeront des tumeurs.

Devenir

Les animaux portant un système immunitaire humain(HIS), générés dans la procédure « génération de souris HIS » pourront être inclus dans des procédures permettant de stimuler les cellules immunitaires humaines et/ou de valider l’activité d’immuno-modulateurs. Les souris HIS dont la population de cellules immunitaires aura été augmentée, pourront également être incluses, à la demande des utilisateurs de la plateforme dans les procédures permettant de greffer des tumeurs ou des tissus humains et/ou d’infecter les souris par des pathogènes afin d’étudier in vivo la réponse immunitaire humaine contre des pathogènes humains ou des tumeurs humaines. Ces animaux pourront également être inclus dans la procédure permettant de valider l’activité d’immuno-modulateurs ou dans d’autres procédures qui seront décrites dans une demande de projet. Certaines souris issues de la procédure « génération de souris HIS » pourront également être incluses, à la demande des utilisateurs de la plateforme, dans d’autres procédures qui seront décrites dans une demande de projet ultérieure. Les souris HIS issues de la procédure permettant de valider, dans ce modèle de souris, l’activité d’immuno-modulateurs seront mises à mort par analyse des différents organes post-mortem.

Remplacement

Les modèles in vitro ne permettent pas d’étudier la réponse du système immunitaire humain dans son ensemble, contre des tumeurs ou des pathogènes à tropisme exclusivement humain ni de prédire l’efficacité et l’innocuité de nouveaux vaccins ou traitements immunomodulateurs contre ces tumeurs ou pathogènes. Historiquement, le modèle de choix pour ces études est le primate non humain, le modèle de souris HIS est un modèle alternatif qui peut permettre de limiter le nombre d’études sur le primate non humain.

Réduction

MODIFICATION texte en majuscules Nous évaluons notre niveau de production de souris HIS à 938 souris (75SOURIS/UTILISATEUR X10UTILISATEURS X1.25 car la greffe ne prend que dans 80% de cas) par an soit un total de 4690 souris sur 5 ans. Ces chiffres ont été calculés en tenant compte 1. du nombre d’opérateurs de la plateforme. 2. du nombre d’utilisateurs intéressés par les modèles développés par notre plateforme qui est estimé en moyenne à 10 par an. 3. du fait qu’environ 80% des animaux présenteront un niveau d’humanisation >10%, 4. du fait que la plateforme fournira en moyenne 75 souris humanisées par utilisateur et par an (15 pour étude pilote et 30 pour expérience principale, en comptant 1 étude pilote et 2 expériences principales /utilisateur/an). LE BESOIN DE NOS UTILISATEURS EN SOURIS IMMUNODEFICIENTES A 840 CHAQUE ANNEE, EST DE 4200 SUR 5 ANS EN TENANT COMPTE DE 1. NOMBRE D’OPERATEURS DE LA PLATEFORME. 2. NOMBRE D’UTILISATEURS INTERESSES PAR LES MODELES ESTIME A 8 PAR AN. 3. CE QUE LA PLATEFORME FOURNIRA 105 SOURIS IMMUNODEFICIENTES PAR UTILISATEUR ET PAR AN (15 POUR ETUDE PILOTE 30 POUR EXPERIENCE PRINCIPALE, 1 ETUDE PILOTE ET 3 EXPERIENCES PRINCIPALES /UTILISATEUR/AN). Pour produire ces souris POUR NOS COLLABORATEURS, nous maintenons, en continu, un élevage de 8 LIGNEES DE SOURIS immuno-déficientes. Les souris immunodéficientes seront hébergées en groupe dans un environnement protégé pour assurer leur bien-être, NOUS ESTIMONS POUVOIR FOURNIR 4690 SOURIS HIS ET 4200 SOURIS IMMUNO-DEFICIENTES ET MAINTENIR LES LIGNEES. NOUS UTILISERONS UN TOTAL DE 14400. Nous aurons 3 trios reproducteurs de chaque lignée en continu pendant les 5 années. Ce nombre est le minimum possible pour maintenir un élevage sans croiser les frères/sœurs EN TENANT COMPTE QUE CES LIGNEES PRODUISENT PEU DE PETITS. En partant du fait que chaque femelle d’un trio produit 5 petits par mois, chaque trio produit 10 petits/mois soit 10x12 = 120 petits/an. Ainsi pour chaque lignée, 120x3trios= 360 animaux seront produits chaque année. Pour chaque lignée, il y aura donc une production de 360x5ans = 1800 animaux/lignée sur 5 ans. Nous produirons donc, pour les 8 lignées, 1800x8 = 14400 animaux produits en 5ans. Parmi ces 14400 animaux produits en 5 ans, environ 3600 animaux (25%) seront sacrifiés pour mauvais génotype, 4690 seront humanisés, 4200 SERONT UTILISES POUR TESTER LES NOUVEAUX TRAITEMENTS DE NOS COLLABORATEURS, les 1910 animaux restants assureront le maintien des colonies.

Raffinement

La planification des expériences en amont et la concertation entre le personnel de la plateforme et les utilisateurs sont des atouts pour l’élaboration d’une méthodologie efficace, et le recours à un nombre limité d’animaux. Par ailleurs, lorsque cela sera nécessaire, des études pilotes seront réalisées en amont des études principales. Un outil informatique de randomisation sera utilisé en amont des expériences pour garantir la répartition équilibrée entre les groupes de souris de variables susceptibles d'interférer (biais) avec la mesure ou l'analyse des résultats de l'essai. Enfin, l’état clinique (pelage, mouvement, activité, pâleur, signes de bagarres, apparition de tumeurs) des animaux sera suivi deux fois par semaine pour permettre la détection de signes de souffrance. En cas d’apparition de dermatite, les animaux seront placés sur une litière à base de cellulose et les lésions traitées avec un désinfectant. Après chaque intervention chirurgicale, les animaux seront placés dans des cages chauffées pendant la phase de réveil, et auront du gel hydrique à disposition pendant plusieurs jours. En cas d’apparition de signes de souffrance, un analgésique pourra être administré aux souris. Si les signes de souffrance persistent, une mise à mort sera effectuée pour prévenir toute souffrance inutile.

Choix des espèces

La souris HIS est le seul modèle d’hématopoïèse humaine expérimentale. Il s’agit d’un modèle de petite taille, d’une manipulation aisée et d’un coût relativement faible par rapport aux modèles classiques de l’infection (primates non-humains). A l’heure actuelle, seule la souris propose un niveau d’ingénierie génétique suffisante pour permettre la construction à façon de souches profondément immunodéficientes, ce qui est la condition sine qua non à une prise de xénogreffe humaine efficace et prolongée. MODIFICATION texte en majuscules Les souris HIS sont générées par injection de cellules souches hématopoïétiques humaines dans des souriceaux nouveau-nés (