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Animal Models in Experimentation PowerPoint Presentation

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Description : What specific roles do model organisms have in medical and biological research?

Tags : curcua,biological research,experimentation,experiment

Published on : Jun 03, 2022 | Views : 1421 | Downloads : 1

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Modèles animaux en expérimentation
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Plan Définition et objectifs Qualités d’ un modèle Limites d’un modèle Stratégie de choix d’un modèle
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I- définition Definition du Modèle animal : American National Research Council Committee on Animal Models for Research and Aging En recherche biomédicale, un modèle animal est un modèle permettant l’étude des données de référence sur la biologie ou le comportement. Ou chez lequel on peut étudier un processus pathologique spontané ou induit, celui-ci ayant un ou plusieurs aspects communs avec un phénomène équivalent chez l’humain ou d’autres espèces animales.
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I- définition Quels rôles précis les organismes modèles ont ont-ils dans la recherche médicale et biologique ? Organisme exemplaire : Sert un but de connaissance qui ne vaut pas seulement pour sa propre espèce mais pour d’autres En recherche médicale : l’animal est pris comme modèle d’une pathologie humaine En recherche biologique : étude d’E. coli par exemple a permis de découvrir le code génétique qui est quasi-universel Organisme outil : Utiliser l’animal comme champ d’essai pour des interventions diverses (ex : criblage de molécules en phase pré-clinique)
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II- Objectifs Recours limité aux études sur l’ l’homme égalité Raison d’éthique Nécessité de modèles animaux: Besoin d’investigations plus poussées dans des conditions de laboratoire plus contrôlées. Recherche de mécanismes physiopathologiques. Essais de nouvelles méthodes de diagnostiques ou thérapeutiques.
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III- Classification Modèles naturels (spontanés) Modèles expérimentaux Modèles génétiquement modifiés Modèles négatifs Modèles orphelins
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Méthodes d’études en histologie Modèles naturels (spontanés) Maladies ou conditions présentes naturellement chez les animaux et identique à des maladies ou affections humaines. Maladies ou affections souvent associées à des mutations naturelles conduisant à des désordres similaires à ceux décrits dans l’espèce modélisée (homme) Exemples: Rat brattleboro : diabète insipide neurogène Rat SHR : hypertension artérielle essentielle Lapin Watanabe : hypercholestérolémie Lapin Gerbilles: atteintes d ’épilepsie Souris SCID : immunodéficience combinée sévère
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2. Modèles expérimentaux Modèles chez lesquels les scientifiques reproduisent expérimentalement une affection ou une maladie Organismes animaux « normaux » soumis à des actes chirurgicaux et/ou toutes autres interventions (administration de médicaments ou d’agents infectieux) susceptibles d’engendrer un état physiologique anormal. Exemples: Chirurgie : Hypertension rénale (uninéphréctomie) Insuffisance cardiaque (ligature de l’artére coronaire) Administration de médicaments ou de substances chimiques Diabète de type I (streptozotocine, rat, lapin ) Sympathectomie (guanéthidine, rat)
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3. Modèles génétiquement modifiés Modèles expérimentaux dont le scientifique a manipulé le code génétique pour provoquer la maladie à étudier Ces modèles permettent l’étude du fondement génétique de certaines maladies, la susceptibilité ou la résistance à celles-ci Exemples: Insertion’ d’un ADN étranger Remplacement (modèle Knock-in ) ou neutralisation de certains gènes (modèle knock-out)
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Méthodes d’études en histologie 4. Modèles négatifs Animaux résistants à une affection ou maladie donnée. L’étude de la cause de cet état permet de trouver des données sur la résistance à la maladie et ses fondements physiologiques Exemples: seules certaines espèces animales sont sensibles à certaines maladies infectieuses, les autres sont des modèles négatifs (lapin chimpanzé très peu sensible à la maladie d’Alzheimer)
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5. Modèles orphelins Affections apparaissant naturellement chez un animal et pour lesquelles il n’existe pas d’équivalent chez l’homme Exemples: Autrefois, la tremblante du mouton Aujourd’hui, cette maladie constitue un modèles utile pour l’étude des encéphalopathies spongiformes humaines
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Plan Définition et objectifs Qualités d’ un modèle Limites d’un modèle Stratégie de choix d’un modèle
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Meilleure analogie et pertinence possibles Modèle isomorphique (face validity) : Le modèle animal doit présenter des symptômes identiques à ceux de la pathologie humaine, malgré les différences anatomiques, physiologiques, … Modèle homologue (construct validity) : la connaissance des mécanismes du modèle et de la pathologie permet une comparaison qui s’affine avec l’utilisation du modèle. Modèle prédictif (predictive validity) : La réponse aux traitements du modèle animal doit être similaire à celle de pathologie humaine. La connaissance des causes de l’affection humaine n’étant pas souvent possible, la comparaison est délicate et l’analogie difficile à établir. Qualités d’un modèle
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Qualités d’un modèle Pas de modèle parfait C’est avec l’expérience qu’un modèle démontre sa pertinence et son analogie avec l’atteinte pathologique humaine. Nécessité d’une validation selon les critères définis précédemment Nécessité d’adapter le modèle au cours du temps.
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Plan Définition et objectifs Qualités d’ un modèle Limites d’un modèle Stratégie de choix d’un modèle
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Limites d’un modèle Causes de la pathologie humaine, voir du modèle animal, souvent inconnues Analogie jamais parfaite (symptômes, réponse aux traitements) Intérêt de croiser les résultats obtenus à partir de plusieurs modèles Connaissance indispensable de la biologie comparée et de la pathologie comparée des différentes espèces d’animaux de laboratoire Anatomie Physiologie Aspects techniques de l’élevage Hébergement Anesthésie Techniques expérimentales Médecine et chirurgie vétérinaire
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Limites d’un modèle Influence des facteurs non expérimentaux sur la réponse du modèle animal
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Limites d’un modèle Influence des facteurs non expérimentaux sur la réponse du modèle animal: Nécessite de rédiger et de suivre Des procédures validées De manière rigoureuse De manière reproductible
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Plan Définition et objectifs Qualités d’ un modèle Limites d’un modèle Stratégie de choix d’un modèle
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Objectif scientifique : description d’un phénomène biologique normal ou anormal Mise en évidence des mécanismes et des déterminismes mis en jeu dans un phénomène biologique Evaluation prédictive de l’efficacité et/ou de la sécurité de futurs médicaments Espèce animale: Vertébré vs non vertébré ( données fondamentales) Vertébré supérieur vs non supérieur (primates non humains sont les plus pertinents pour l’étude de maladies infectieuses humaines) Approche expérimentale (de la cellule a l’animal entier) : In vitro vs in vivo Anesthésie vs vigile Invasif vs non invasif Stratégie de choix d’un modèle
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Approche in vitro Avantages: Analyse fine des interactions au niveau cellulaire et moléculaire (affranchissement des boucles de régulation physiologiques) Facilité dans la modélisation mathématique des résultats expérimentaux (faible nombre de paramètres biologiques à prendre en compte) Très bonne reproductibilité des résultats Possibilité de d’évaluer plusieurs protocoles expérimentaux sur un même organe ou fragment d’organe (série de doses, différentes conditions expérimentales consécutivement) Inconvénients: Nécessité d’une grande maîtrise technique pour assurer la survie des organes et conserver une réactivité reproductible dans le temps Aboutit automatiquement à la mort de l’animal Stratégie de choix d’un modèle
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Approche in vivo Avantages: Prise en compte de l’animal dans son intégralité en respectant les boucles de régulation physiologiques N’aboutit pas automatiquement à la mort de l’animal (méthodes non invasives) Inconvénients: Plus grande variabilité dans les résultats expérimentaux Réduction difficile du nombre d’animaux utilisés (un seul résultat expérimental est obtenu par animal) Stratégie de choix d’un modèle
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Animal anesthésié Avantages: Absence de motricité de l’animal Absence de réaction consciente de l’animal Assez bonne reproductibilité Réactions neurovégétatives limitées Inconvénients: Nécessité d’un choix raisonné de l’anesthésique (effets propres des anesthésiques) Interférence possible entre l’anesthésie ou l’anesthésique et les paramètres expérimentaux mesurés Mort de l’animal en fin d’expérience le plus souvent Stratégie de choix d’un modèle
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Animal vigile Avantages: Absence d’interférence entre la procédure expérimentale et les résultats expérimentaux Enregistrement possible à distance et sans intervention grâce aux implants télémétriques Inconvénients: Motricité volontaire de l’animal Plus grande variabilité dans les résultats expérimentaux Nécessité de maîtriser les effets délétères chez les animaux utilisés dans les modèles de pathologie expérimentale Stratégie de choix d’un modèle
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Conclusion Nombreux modèles diversifiés Modèles selon particularités d’espèces Apport de nombreuses données scientifiques pour les maladies humaines Limites dans l’interprétation et la transposition Quel avenir pour les organismes modèles? cellularisation et molécularisation….
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Quelles sont les analyses a effectués afin de détecter, en premier lieu, la présence ou non d’un DIC Que conclure de l’effet de la Toxine T-2 (figures ci-dessous) sur des animaux vaccinés a l’OVA.