​​​​Installations et moyens expérimentaux

La plateforme de contamination in vivo PARISII

​​EN​

Partagez sur

Plateforme expérimentale de contamination in vivo

PARISII

​La Plateforme expérimentale pour les activités de recherche sur l'incorporation de substances radioactives par ingestion et inhalation (PARISII) est ouverte depuis juillet 2017. Elle regroupe les infrastructures nécessaires, notamment des pièces d'hébergement et divers laboratoires spécialisés, pour étudier les effets biologiques d'une contamination interne par des radionucléides. Cette installation unique en Europe se situe sur le site IRSN de Fontenay-aux-Roses.

PARISII

Plateforme expérimentale de contamination in vivo

PARISII

​La Plateforme expérimentale pour les activités de recherche sur l'incorporation de substances radioactives par ingestion et inhalation (PARISII) est ouverte depuis juillet 2017. Elle regroupe les infrastructures nécessaires, notamment des pièces d'hébergement et divers laboratoires spécialisés, pour étudier les effets biologiques d'une contamination interne par des radionucléides. Cette installation unique en Europe se situe sur le site IRSN de Fontenay-aux-Roses.

Contexte et objectif de l'installation

​L'IRSN mène des études expérimentales et épidémiologiques afin de comprendre les effets potentiels associés à de faibles doses de rayonnements ionisants chez les populations humaines et animales. Les recherches menées depuis une vingtaine d'années par l'IRSN indiquent que les conséquences biologiques, ainsi que les réponses physiologiques des individus exposés de façon chronique à faible dose, sont de nature et d'intensité différentes de celles résultant d'une exposition aiguë.

Les programmes de recherche expérimentaux conduits par l'IRSN ont pour objectif d'acquérir des connaissances visant à une meilleure compréhension des mécanismes pour expliquer ces effets. Les outils expérimentaux sont développés de manière à aboutir à une vision intégrée des conséquences des expositions chroniques sur les principales fonctions physiologiques des individus et des populations impactées.

​Portoirs d'hébergement ventilés assurant le confinement © Francesco Acerbis/IRSN

Contexte et objectif de l'installation

Contexte et objectif de l
​Portoirs d'hébergement ventilés assurant le confinement © Francesco Acerbis/IRSN

​L'IRSN mène des études expérimentales et épidémiologiques afin de comprendre les effets potentiels associés à de faibles doses de rayonnements ionisants chez les populations humaines et animales. Les recherches menées depuis une vingtaine d'années par l'IRSN indiquent que les conséquences biologiques, ainsi que les réponses physiologiques des individus exposés de façon chronique à faible dose, sont de nature et d'intensité différentes de celles résultant d'une exposition aiguë.

Les programmes de recherche expérimentaux conduits par l'IRSN ont pour objectif d'acquérir des connaissances visant à une meilleure compréhension des mécanismes pour expliquer ces effets. Les outils expérimentaux sont développés de manière à aboutir à une vision intégrée des conséquences des expositions chroniques sur les principales fonctions physiologiques des individus et des populations impactées.

Afin de mener ces programmes de recherche,  l'Institut s'est doté de la plateforme PARISII comprenant des locaux agréés pour l'hébergement de rongeurs (rats et souris) exposés de façon interne à des radionucléides, ainsi que des laboratoires de radiotoxicologie qui permettent les analyses biologiques associées à ces programmes. PARISII permet de réaliser des contaminations à différents radioénucléides (e.g., isotopes radioactifs de l'uranium, du césium, du strontium...) sur du court, moyen et long termes (jusqu'à 24 mois) pour des doses faibles (ca. 100 mGy) à modérées (< 1Gy). Différentes modalités d'exposition interne peuvent être étudiées, notamment par ingestion ou inhalation.

L'installation est aussi en lien avec les autres plateformes de l'IRSN, dont celles dédiées à l'irradiation externe (ALPHÉE, SARRP…) et à l'imagerie (PATERSON). PARISII est par ailleurs ouverte aux collaborations scientifiques nationales et internationales.

Préparation d'une boîte à gant en vue d'une contamination par inhalation ​© Francesco Acerbis/IRSN
Préparation d'une boîte à gant en vue d'une contamination par inhalation ​© Francesco Acerbis/IRSN

Afin de mener ces programmes de recherche,  l'Institut s'est doté de la plateforme PARISII comprenant des locaux agréés pour l'hébergement de rongeurs (rats et souris) exposés de façon interne à des radionucléides, ainsi que des laboratoires de radiotoxicologie qui permettent les analyses biologiques associées à ces programmes. PARISII permet de réaliser des contaminations à différents radioénucléides (e.g., isotopes radioactifs de l'uranium, du césium, du strontium...) sur du court, moyen et long termes (jusqu'à 24 mois) pour des doses faibles (ca. 100 mGy) à modérées (< 1Gy). Différentes modalités d'exposition interne peuvent être étudiées, notamment par ingestion ou inhalation.

L'installation est aussi en lien avec les autres plateformes de l'IRSN, dont celles dédiées à l'irradiation externe (ALPHÉE, SARRP…) et à l'imagerie (PATERSON). PARISII est par ailleurs ouverte aux collaborations scientifiques nationales et internationales.

Le plateau technique

​Animalerie et laboratoires spécifiques

​La plateforme de 1450 m² dispose de huit salles d’hébergement d’animaux avec cages ventilées et les pièces techniques associées (laverie, stocks), pour une capacité d’hébergement de 2800 rongeurs (1300 rats, 1500 souris). Elle comprend le matériel nécessaire pour une contamination par les trois voies principales (respiratoire, orale et transfert percutané) notamment une plateforme d’inhalation (quatre boîtes à gants) équipée de chambres d’inhalation « nose only ».


Salle-chirurgie-resize.jpgLaboratoire de chirurgie et d'expérimentation © Francesco Acerbis/IRSN


PARISII comporte aussi plusieurs laboratoires pour l'étude in vivo des effets des contaminations, dont un laboratoire de comportement animal permettant de tester les capacités d'apprentissage, la mémoire, la locomotion et l'anxiété d'animaux contaminés.

Salle de préparation et de stockage des biberons de boissons contaminées ​© Francesco Acerbis/IRSN

Le plateau technique

Le plateau technique
Salle de préparation et de stockage des biberons de boissons contaminées ​© Francesco Acerbis/IRSN

​Animalerie et laboratoires spécifiques

​La plateforme de 1450 m² dispose de huit salles d’hébergement d’animaux avec cages ventilées et les pièces techniques associées (laverie, stocks), pour une capacité d’hébergement de 2800 rongeurs (1300 rats, 1500 souris). Elle comprend le matériel nécessaire pour une contamination par les trois voies principales (respiratoire, orale et transfert percutané) notamment une plateforme d’inhalation (quatre boîtes à gants) équipée de chambres d’inhalation « nose only ».


Salle-chirurgie-resize.jpgLaboratoire de chirurgie et d'expérimentation © Francesco Acerbis/IRSN


PARISII comporte aussi plusieurs laboratoires pour l'étude in vivo des effets des contaminations, dont un laboratoire de comportement animal permettant de tester les capacités d'apprentissage, la mémoire, la locomotion et l'anxiété d'animaux contaminés.

Laboratoire de comportement animal. Un chercheur teste les capacités d'apprentissage et de mémoire de la souris ​© Francesco Acerbis/IRSN
Laboratoire de comportement animal. Un chercheur teste les capacités d'apprentissage et de mémoire de la souris ​© Francesco Acerbis/IRSN

​Laboratoires d'analyses​

PARISII dispose des installations permettant de préparer et vérifier les solutions contaminantes (eaux de boisson notamment) d'une part, et de mesurer le taux de radioactivité accumulé par les animaux (organes, tissus, cellules) d'autre part. Ces équipements sont rassemblés dans:

  • un laboratoire de mesures physiques appliquées à la contamination interne (spectrométrie alpha, bêta, gamma),

  • un laboratoire de radiochimie,

  • un laboratoire de microscopie électronique.


Laboratoire-mesures-physiques-resize.jpgMesures physiques effectuées sur des échantillons biologiques © Francesco Acerbis/IRSN

​Congélateurs à - 80 °C pour conserver les échantillons biologiques pendant plusieurs années © Francesco Acerbis/IRSN
​Congélateurs à - 80 °C pour conserver les échantillons biologiques pendant plusieurs années © Francesco Acerbis/IRSN

​Laboratoires d'analyses​

PARISII dispose des installations permettant de préparer et vérifier les solutions contaminantes (eaux de boisson notamment) d'une part, et de mesurer le taux de radioactivité accumulé par les animaux (organes, tissus, cellules) d'autre part. Ces équipements sont rassemblés dans:

  • un laboratoire de mesures physiques appliquées à la contamination interne (spectrométrie alpha, bêta, gamma),

  • un laboratoire de radiochimie,

  • un laboratoire de microscopie électronique.


Laboratoire-mesures-physiques-resize.jpgMesures physiques effectuées sur des échantillons biologiques © Francesco Acerbis/IRSN

​Par ailleurs, deux laboratoires confinés (avec un niveau de sécurité biologique 2) permettent d'étudier les effets d'une contamination sur des cellules en culture. Plusieurs laboratoires sont dédiées aux analyses des échantillons biologiques recueillis in vivo comme le sang, les urines ou les organes (biochimie, biologie moléculaire, biologie cellulaire, histologie, physiologie, électrophysiologie). Des chambres froides permettent de conserver les échantillons pour analyses ultérieures et deux pièces sont utilisées pour stocker les sources radioactives.

Mise en culture de cellules sous hotte ventilée dans l'un des laboratoires ​de niveau sécurité biologique 2 (L2) © Francesco Acerbis/IRSN
Mise en culture de cellules sous hotte ventilée dans l'un des laboratoires ​de niveau sécurité biologique 2 (L2) © Francesco Acerbis/IRSN

​Par ailleurs, deux laboratoires confinés (avec un niveau de sécurité biologique 2) permettent d'étudier les effets d'une contamination sur des cellules en culture. Plusieurs laboratoires sont dédiées aux analyses des échantillons biologiques recueillis in vivo comme le sang, les urines ou les organes (biochimie, biologie moléculaire, biologie cellulaire, histologie, physiologie, électrophysiologie). Des chambres froides permettent de conserver les échantillons pour analyses ultérieures et deux pièces sont utilisées pour stocker les sources radioactives.

​Le champ d'expertise couvert est large ; les projets peuvent décrypter les réponses ou effets de divers systèmes : systèmes rénal, cardiovasculaire, hématopoïétique, nerveux central, reproducteur, hépatique, osseux, thyroïdien.

Enfin, la plateforme est équipée d'un évapoconcentrateur (situé en sous-sol) permettant de traiter les effluents liquides contaminés par des particules radioactives le cas échéant. 

​Dans le laboratoire d'histologie, une doctorante effectue des coupes histologiques au microtome © Francesco Acerbis/IRSN
​Dans le laboratoire d'histologie, une doctorante effectue des coupes histologiques au microtome © Francesco Acerbis/IRSN

​Le champ d'expertise couvert est large ; les projets peuvent décrypter les réponses ou effets de divers systèmes : systèmes rénal, cardiovasculaire, hématopoïétique, nerveux central, reproducteur, hépatique, osseux, thyroïdien.

Enfin, la plateforme est équipée d'un évapoconcentrateur (situé en sous-sol) permettant de traiter les effluents liquides contaminés par des particules radioactives le cas échéant. 

​Salle de stockage des produits utilisés dans les laboratoires d'analyse © Francesco Acerbis/IRSN
​Salle de stockage des produits utilisés dans les laboratoires d'analyse © Francesco Acerbis/IRSN

Recherches associées

L'installation PARISII peut être utilisée pour les recherches sur toutes les thématiques liées à la compréhension des effets biologiques des contaminations internes :

  • Biocinétiques des radionucléides

  • Effets non-cancéreux après contamination chronique ou exposition externe : réponse adaptative aux niveaux rénal et cardiovasculaire, effets sur le système reproducteur et le système cardiovasculaire, analyse du comportement des rongeurs

  • Effets cancéreux après contamination interne

  • Effets multigénérationnels de la contamination interne chronique (e.g., réponses épigénétiques, métabolomiques)

  • Interactions potentielles des co-contaminations radiologique et chimique

  • Impact des nano- et microparticules sur le système nerveux central (toxicologie, localisation et spéciation).

​Préparation d'échantillons sur lesquels des mesures de rayonnements seront effectuées (alpha, beta, gamma) © Francesco Acerbis/IRSN

Recherches associées

Recherches associées
​Préparation d'échantillons sur lesquels des mesures de rayonnements seront effectuées (alpha, beta, gamma) © Francesco Acerbis/IRSN

L'installation PARISII peut être utilisée pour les recherches sur toutes les thématiques liées à la compréhension des effets biologiques des contaminations internes :

  • Biocinétiques des radionucléides

  • Effets non-cancéreux après contamination chronique ou exposition externe : réponse adaptative aux niveaux rénal et cardiovasculaire, effets sur le système reproducteur et le système cardiovasculaire, analyse du comportement des rongeurs

  • Effets cancéreux après contamination interne

  • Effets multigénérationnels de la contamination interne chronique (e.g., réponses épigénétiques, métabolomiques)

  • Interactions potentielles des co-contaminations radiologique et chimique

  • Impact des nano- et microparticules sur le système nerveux central (toxicologie, localisation et spéciation).

Le comité d'éthique et le GSEA (Groupe de support à la recherche et à l'éthique animale)

Malgré les développements récents dans le domaine des méthodes alternatives, le recours aux animaux reste nécessaire en recherche afin d'étudier les effets biologiques à l'échelle d'un organisme entier et d'appréhender des mécanismes complexes. Cela est d'autant plus vrai en radiotoxicologie dont l'objectif est de mettre en évidence les effets potentiels et parfois subtils de l'incorporation de radionucléides.

L'utilisation des animaux en recherche est très encadrée, que ce soit par les réglementations nationale et européenne, les lignes directrices nationales ou encore les principes d'éthique animale. Les animaux sont hébergés dans l'installation PARISII dans des conditions permettant d'assurer leur bien-être et le maintien de la qualité sanitaire. Les expérimentations mises en œuvre par l'IRSN répondent au principe des 3Rs :

  • réduction : diminuer le nombre d'animaux utilisés ;

  • remplacement : utiliser d'autres méthodes, dites alternatives, quand cela est possible ;

  • raffinement : améliorer les procédures afin de diminuer les contraintes et la douleur.

L'IRSN s'est doté depuis 1998 d'un comité d'éthique pluridisciplinaire, indépendant et impartial, composé de personnels de l'IRSN et d'experts extérieurs. Tous les projets faisant appel à des animaux sont évalués et approuvés par ce comité puis sont soumis à autorisation du Ministère chargé de la recherche. Les locaux sont également régulièrement inspectés par les services de la Direction départementale de la protection des populations, sous tutelle du Ministère chargé de l'agriculture.

Par ailleurs, les équipes réalisant des procédures expérimentales dans l'installation PARISII reçoivent le support du GSEA,  qui a pour objectif principal d'assurer des bons soins aux animaux dans le cadre d'une utilisation éthique et responsable.

Nettoyage des hébergements ​des animaux dans la laverie de l'installation © Francesco Acerbis/IRSN

Le comité d'éthique et le GSEA (Groupe de support à la recherche et à l'éthique animale)

Le comité d
Nettoyage des hébergements ​des animaux dans la laverie de l'installation © Francesco Acerbis/IRSN

Malgré les développements récents dans le domaine des méthodes alternatives, le recours aux animaux reste nécessaire en recherche afin d'étudier les effets biologiques à l'échelle d'un organisme entier et d'appréhender des mécanismes complexes. Cela est d'autant plus vrai en radiotoxicologie dont l'objectif est de mettre en évidence les effets potentiels et parfois subtils de l'incorporation de radionucléides.

L'utilisation des animaux en recherche est très encadrée, que ce soit par les réglementations nationale et européenne, les lignes directrices nationales ou encore les principes d'éthique animale. Les animaux sont hébergés dans l'installation PARISII dans des conditions permettant d'assurer leur bien-être et le maintien de la qualité sanitaire. Les expérimentations mises en œuvre par l'IRSN répondent au principe des 3Rs :

  • réduction : diminuer le nombre d'animaux utilisés ;

  • remplacement : utiliser d'autres méthodes, dites alternatives, quand cela est possible ;

  • raffinement : améliorer les procédures afin de diminuer les contraintes et la douleur.

L'IRSN s'est doté depuis 1998 d'un comité d'éthique pluridisciplinaire, indépendant et impartial, composé de personnels de l'IRSN et d'experts extérieurs. Tous les projets faisant appel à des animaux sont évalués et approuvés par ce comité puis sont soumis à autorisation du Ministère chargé de la recherche. Les locaux sont également régulièrement inspectés par les services de la Direction départementale de la protection des populations, sous tutelle du Ministère chargé de l'agriculture.

Par ailleurs, les équipes réalisant des procédures expérimentales dans l'installation PARISII reçoivent le support du GSEA,  qui a pour objectif principal d'assurer des bons soins aux animaux dans le cadre d'une utilisation éthique et responsable.

Caractéristiques

Capacité d'hébergement de l'animalerie : 1300 rats, 1500 souris

Radionucléides étudiés : isotopes radioactifs de U, Sr, Cs, Co, Pb, 14C, 3H…

Moyens d'analyses :

Cytomètre à flux, analyseur d'expression de gènes (RT-qPCR) et de protéines (Multiplex), analyseur de sperme
Microscope électronique à balayage et à transmission
Spectromètre de masse (ICP-MS), détecteurs (alpha, beta, gamma), diffraction X


Pièces spécialisées :

2 pièces dédiées de cultures cellulaires (Biosécurité niveau 2)
1 pièce de biochimie
2 pièces de biologie moléculaire
Pièces d'analyse, de microscopie, histologie et électrophysiologie
​Vérification du niveau d'eau dans l'évapoconcentrateur © Francesco Acerbis/IRSN
Caractéristiques
​Vérification du niveau d'eau dans l'évapoconcentrateur © Francesco Acerbis/IRSN

Caractéristiques

Capacité d'hébergement de l'animalerie : 1300 rats, 1500 souris

Radionucléides étudiés : isotopes radioactifs de U, Sr, Cs, Co, Pb, 14C, 3H…

Moyens d'analyses :

Cytomètre à flux, analyseur d'expression de gènes (RT-qPCR) et de protéines (Multiplex), analyseur de sperme
Microscope électronique à balayage et à transmission
Spectromètre de masse (ICP-MS), détecteurs (alpha, beta, gamma), diffraction X


Pièces spécialisées :

2 pièces dédiées de cultures cellulaires (Biosécurité niveau 2)
1 pièce de biochimie
2 pièces de biologie moléculaire
Pièces d'analyse, de microscopie, histologie et électrophysiologie