Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 27/03/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-938116)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La migration neuronale est une étape fondamentale du développement du système nerveux qui permet la mise en place de circuits neuronaux fonctionnels. Des défauts de migration neuronale conduisent à des malformations cérébrales et sont impliquées dans des maladies psychiatriques. Il est donc crucial de comprendre les mécanismes qui régulent la migration neuronale aussi bien d’un point de vue fondamental qu’appliqué. Nous avons découvert récemment un mécanisme entièrement nouveau de régulation de la migration neuronale. Nos objectifs sont à présent de disséquer dans son intégralité la voie de signalisation impliquée, son lien avec le cytosquelette des neurones migrants ainsi que son existence chez l’embryon. Nous nous intéressons également aux défauts de cette voie dans le cadre du Syndrome de l’X Fragile, 1ère cause héréditaire de déficit intellectuelle. Dans ce syndrome, l’absence de la protéine FMRP (Fragile X Messenger Ribonucleoprotein) entraine une série de défauts neurodéveloppementaux associées à des déficits de plasticité neurale adulte. Les défauts de migration neuronale dans cette pathologie restent peu connus jusqu’alors. Ces études mettront donc en évidence des mécanismes fondamentaux jusqu’alors inconnus de régulation de la migration neuronale, ce qui est essentiel pour comprendre le développement du cerveau en conditions physiologiques et pathologiques, y compris dans le cadre du syndrome de l’X Fragile.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ces études mettront donc en évidence des mécanismes fondamentaux jusqu’alors inconnus de régulation de la migration neuronale, ce qui est essentiel pour comprendre le développement du cerveau en conditions physiologiques et pathologiques, y compris dans le cadre de l’X Fragile. Ce type d’analyse de la migration neuronale sur coupes de tissu vivant est extrêmement informatif, apportant des informations uniques qui reste inaccessibles par d’autres types de techniques.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Des souris post-natales seront soumises à une procédure visant à l’introduction de matériel génétique dans leurs cerveaux. Pour ce faire, elles seront temporairement endormies par le froid, ce qui sera suivi de la procédure principale qui durera environ 5 minutes. Les souris reprendront conscience sur un tapis chauffant à 37°C avant de retourner dans leur cage auprès de leur mère. Ces souris seront euthanasiées quelques jours après pour pouvoir filmer la migration des cellules modifiées par différentes techniques comme le film sur tissu vivant ou le marquage de protéines sur tissu fixé. Parallèlement, des souris gestantes seront impliquées dans une procédure spécifique permettant l’introduction de matériel génétique dans le cerveau de leurs embryons. Pendant cette intervention, elles seront sous anesthésie générale induite par un gaz inodore et analgésie. Un maintien de la chaleur sera assuré tout au long de la procédure, qui ne devrait pas dépasser une heure. Ces souris se réveilleront rapidement après l’arrêt de l’anesthésie. Les embryons seront euthanasiés (en même temps que la mère gestante) quelques jours après afin d’analyser la migration de leurs neurones sur tissu vivant ou fixé. Les procédures d’euthanasie respecteront des normes éthiques rigoureuses.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Le projet peut impacter, de manière limitée, les 5 libertés fondamentales de l’animal, notamment induire des éléments de stress physique et thermique lors des expérimentations. La méthode d’introduction des mutations chez les nouveau-nés implique l’anesthésie par le froid. L’introduction de mutation chez l’animal postnatal et l’embryon impliquent une chirurgie. Les procédures de chirurgie peuvent provoquer une douleur pendant 24/48h malgré l’utilisation d’analgésiques. Néanmoins, elles sont indispensables à notre projet car seules cette technique permet d’introduire les multiples mutations dont nous avons besoin pour analyser notre système de migration.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux sont euthanasiés car les analyses expérimentales envisagées ne peuvent être réalisées que post-mortem.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Nous souhaitons explorer le déplacement des neurones dans le cerveau des souris à différents stades de leur vie, que ce soit après la naissance ou pendant la période embryonnaire. Notre objectif est de comprendre comment ces cellules se déplacent dans un environnement complexe, avec des influences provenant d’autres cellules du cerveau. Cette étude nécessite une approche spéciale d’imagerie sur tranche de cerveau pour préserver les conditions naturelles dans lesquelles ces cellules se déplacent. Bien que nous utilisions parfois des cultures d’explants dans du matrigel pour certaines expériences in vitro afin d’analyser le déplacement des cellules, il est important de noter que ces cultures ne peuvent pas reproduire la complexité totale de l’environnement naturel des cellules dans le cerveau. Dans le cadre de nos expériences, nous introduisons des modifications génétiques chez les animaux avant d’utiliser un système in vitro pour analyser leur migration. L’objectif ultime est de mieux comprendre le développement cérébral dans des conditions aussi proches que possible de la réalité.
2. Réduction
Le projet impliquera un total de 504 souris. Nous limitons au maximum le nombre d’animaux par groupe de façon à obtenir des résultats statistiquement fiables. A cause des variabilités inter-animales et intergroupes, un nombre trop restreint d’animaux engendrerait des résultats trop variables et non valides. Compte tenu des données de la littérature (variabilité attendue) et des effets espérés, un test de puissance statistique a été utilisé pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaire pour cette étude. Les procédures expérimentales ont été affinées pour éviter l’utilisation inutile de souris. Par ailleurs, l’analyse statistique sera réalisée et nous adapterons chaque test statistique en fonction du type de résultats et d’analyse à effectuer.
3. Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures ont été mise au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress (anesthésie, analgésie, etc.). Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de nid végétal. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive en respectant des points limites et des soins adaptés en terme d’anesthésie et d’analgésie.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est un modèle de choix, reconnu comme tel sur la scène internationale, pour étudier la migration neuronale chez l’animal postnatal et chez l’embryon. De plus, les techniques de manipulation génétique que nous utilisons chez la souris sont robustes et reproductibles. Pour étudier la migration postnatale, nous utilisons des souris post-natales Pour étudier la migration embryonnaire, nous utilisons des souris embryonnaires. Ce sont des modes de migration qui se ressemblent mais qui peuvent présenter des différences qu’il est important de comprendre pour mieux comprendre le développement du cerveau dans des conditions physiologiques ou pathologiques.