Institut clinique de la souris (iCS)

Création de souris et de rats génétiquement modifiés et caractérisation phénotypique pour mieux comprendre les mécanismes physio-pathologiques et développer de nouveaux traitements thérapeutiques.

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Institut clinique de la souris (iCS)

L’Institut clinique de la souris (iCS) est une infrastructure d’excellence en recherche translationnelle et génomique fonctionnelle. Fondé en 2002, il fournit un ensemble complet de services spécialisés aux utilisateurs académiques et industriels et représente un acteur majeur dans les programmes européens et mondiaux de post-génomique. L’iCS constitue l’un des trois centres fondateurs de l'infrastructure PHENOMIN, qui est avec TEFOR au cœur de l’infrastructure nationale multiespèces CELPHEDIA.

Les activités de l’iCS se focalisent sur la compréhension du rôle de la génétique dans la santé et les pathologies. Ces services aident la communauté scientifique à utiliser la souris pour développer une annotation fonctionnelle complète du génome humain et ainsi, mieux comprendre les maladies de l’Homme, leurs mécanismes physiologiques et pathologiques.

L’iCS combine la capacité à générer des modèles animaux génétiquement modifiés à grande échelle avec une analyse phénotypique complète. Ses activités sont adaptées à l'étude de souris mutantes et de populations génétiques de référence, mais peuvent également être utilisées pour des études précliniques, pour la validation de cibles thérapeutiques, ou des études pharmacologiques et toxicologiques chez la souris. Elles sont effectuées dans le respect de la règle des 3R (réduire, raffiner, remplacer), de l’éthique et du bien-être animal.

Expertises et services

Création de modèles de souris et rats génétiquement modifiés :

Mutations génétiques : KO, cKO, KI, KO/KI, cKI, mutations ponctuelles, humanisation, transgénèse ciblée, ingénierie des chromosomes (délétion, duplication, translocation…),
Développement de souris et de rats génétiquement modifiés par CRISPR-Cas9,
Développement de souris génétiquement modifiées par recombinaison homologue dans les cellules ES,
Développement de souris transgéniques par injection pronucléaire de plasmides ou BAC,
Validation, préservation et distribution des modèles.

Analyse phénotypique :

Comportement et cognition : observation clinique et réflexes neurologiques de base, capacités motrices sensorielles, activité circadienne et des rythmes biologiques, perception sensorielle, anxiété, dépression et interactions sociales, schizophrénie, apprentissage et mémoire, épilepsie, systèmes sensoriels (audition et vision),
Système cardiovasculaire : pression artérielle, électrocardiographie, échocardiographie, exploration vasculaire,
Système respiratoire : respiration spontanée et réactivité broncho-alvéolaire après challenge par pléthysmographie, recueil et analyse des lavages broncho-alvéolaires, modèles d’asthme (ovalbumine, acariens), d'inflammation (acariens, LPS), de fibrose (bléomycine), emphysème (élastase) et hypertension artérielle pulmonaire (par hypoxie),
Exploration métabolique : métabolisme énergétique et osseux, homéostasie glucidique, fonction intestinale, rénale et analyse urinaire, modèles d’athérosclérose et d’inflammation intestinale induite par le DSS,
Analyse sanguine : biochimie sanguine classique (électrolyse et ions, activités enzymatiques, métabolites), exploration endocrine (hormones intestinales, marqueurs du métabolisme osseux, dosages hormonaux), hématologie et facteurs de la coagulation, immunologie (cytokines, immunoglobulines, cytométrie de flux),
Histopathologie (souris et rat) : nécropsie et analyse pathologique standardisée, analyse histologique d’échantillons tissulaires (fixation, inclusion, coupe, coloration H&E et panel de colorations spécifiques), immunohistochimie, étude de la prolifération cellulaire et apoptose (incluant un modèle de cicatrisation),
Embryologie (souris) : détermination du stade de léthalité, caractérisation des anomalies embryonnaires et périnatales, analyse des embryons par imagerie (µCT, HREM, OPT...),
Oncologie (souris) : modèles de xénogreffes, modèles orthotopiques, implantation de cellules tumorales par injection localisée sous échoguidage, par voie sous-cutanée et intraveineuse, suivi des croissances tumorales,
Microbiome : analyse de la composition bactérienne par métagénomique 16S et analyse des métadonnées générées (PCA, t-SNE, heatmap, LeFSE…).

Moyens et équipements

2 laboratoires de biologie moléculaire (machines PCR, LightCycler, qPCR, ddPCR…),
Laboratoire de culture cellulaire,
Laboratoire de génotypage avec plateformes robotiques Tecan et Hamilton,
Laboratoire de micro-injection et cryo-conservation,
Animalerie pour l’élevage de souris d’une capacité de 15 680 cages,
Animalerie pour l’élevage de rats d’une capacité de 300 cages,
Animalerie pour le phénotypage de souris d’une capacité de 2 000 cages incluant 7 plateaux techniques avec les équipements nécessaires à l’étude du comportement, de la cognition, des systèmes sensoriels, du système cardiovasculaire, respiratoire et métabolique, aux analyses sanguines, urinaires, et à l’anatomopathologie,
Animalerie pour le phénotypage de rats d’une capacité de 135 cages avec les équipements nécessaires à l’étude du comportement (cages d’actimétrie, labyrinthe en Y, rotarod, champ ouvert, piscine de Morris) et à l’exploration cardiaque (ECG, échographe).

<hr>Hébergement contrôlé. © Inserm, P. Latron.

<hr>Evaluation de la mémoire et de l’apprentissage chez la souris avec le test de reconnaissance d’objet. © Inserm, P. Latron.

<hr>To be a model or not a model. © IGBMC.

<hr>Les outils pour comprendre et analyser les modèles souris. © iCS.

Comment soumettre un projet ?

Vous pouvez adresser votre demande au guichet unique de l’infrastructure PHENOMIN après avoir créé votre compte. Selon le projet, génération d’un modèle ou phénotypage, la demande sera orientée vers un responsable, qui reprendra contact avec vous pour définir au mieux les objectifs du projet, étudier sa faisabilité technique, définir le cahier des charges, rédiger une demande d’autorisation et établir un devis. Le projet sera mis en œuvre après validation administrative, technique et éthique en cas de phénotypage. Un chef de projet vous sera dédié pour répondre à vos questions et vous tenir informé de l’état d’avancement de l’étude.

Exemple d'utilisation

Caractérisation phénotypique d’un modèle de souris CHCHD10 avec la mutation S59L

Véronique Paquis-Fluckinger, de l’Institut de recherche sur le cancer et le vieillissement (IRCAN) de Nice, a contacté l’iCS pour caractériser un modèle de souris CHCHD10^S59L/+ selon un protocole de phénotypage standardisé. Le gène S59L code pour une protéine mitochondriale. Les patients porteurs d’une mutation sur ce gène présentent des myopathies mitochondriales associées à des maladies neurodégénératives.

Le protocole de phénotypage mis en œuvre a couvert les fonctions sensorimotrices, l’anxiété, la coordination, la fonction musculaire, la schizophrénie, la mémoire, la dépense énergétique, l’exploration cardiaque, la fonction respiratoire, la composition corporelle, la vision, les analyses sanguines et histologiques.

Cette étude a permis de démontrer que la mutation S59L a un effet prononcé sur les fonctions musculaires et cardiaques. Les mutants présentent notamment des taux sanguins d’urée, de créatinine et de lactate plus élevés, suggérant des défauts musculaires, une hypertrophie ventriculaire, des anomalies du système sympathique et de la fonction systolique, ainsi que des signes histologiques de dégénérescence cardiaque. Ces résultats suggèrent un rôle clé du muscle dans les maladies neurodégénératives associées à CHCHD10.

Pour en savoir plus : Genin E.C. et al. (2019). Mitochondrial defect in muscle precedes neuromuscular junction degeneration and motor neuron death in CHCHD10^S59L/+ mouse. Acta Neuropathologica, 138(1):123-145.