Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 26/06/2026
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-561122)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La relation entre l’exercice physique et les fonctions cognitives suscite un intérêt croissant au sein de la population générale. La pratique régulière d’une activité physique est associée à une amélioration des capacités de mémoire et d’apprentissage tout au long de la vie. Elle est aujourd’hui considérée comme un moyen de prévention des troubles cognitifs liés au vieillissement et de certaines maladies neurologiques. Dans un contexte marqué par l’augmentation de la sédentarité et des maladies chroniques, il est essentiel de mieux comprendre comment l’exercice agit sur le cerveau. Parmi les mécanismes impliqués, le lactate, une molécule produite par les muscles pendant l’effort, pourrait jouer un rôle important dans le fonctionnement cérébral. Ce projet vise à mieux comprendre comment le lactate influence l’activité du cerveau et les capacités cognitives. Pour cela, nous étudierons les effets de deux types d’entraînement physique : un entraînement continu d’intensité modérée et un entraînement par intervalles de haute intensité. Les résultats attendus permettront de mieux comprendre les effets bénéfiques de l’exercice sur le cerveau et pourraient contribuer à l’amélioration des stratégies de prévention des troubles cognitifs liés à l’âge.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet vise à apporter des preuves directes mécanistiques des bénéfices induit par l’exercice au travers du lactate libéré pendant l’exercice ce qui manque encore de preuves directes. L’idée est de préciser les bénéfices préventifs de l’exercice sur le fonctionnement cérébrale selon l’âge et le sexe des animaux. Pour cela, les mécanismes de plasticité cérébrale induit par ces exercices physiques seront étudiés du niveau comportemental au niveau fonctionnel (étage cellulaire) en passant par les mesures moléculaires post mortem.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis : – à des séances d’entraînement sur tapis roulant réalisées 3 fois par semaine pendant 6 semaines, pour une durée d’environ 30 à 60 minutes par séance selon le protocole ; – à des tests d’effort réalisés avant, pendant et après la période d’entraînement ; – à des tests comportementaux évaluant les capacités de mémoire et d’apprentissage au cours des deux dernières semaines du protocole ; – à des prélèvements sanguins de faible volume réalisés à différents temps expérimentaux ; – pour certains animaux, à une chirurgie réalisée sous anesthésie générale afin de permettre l’étude de l’activité cérébrale. – À l’issue du protocole, les animaux seront anesthésiés profondément avant la réalisation des prélèvements biologiques terminaux.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les animaux inclus dans ce projet pourront présenter différents effets indésirables liés aux procédures expérimentales. Pour les animaux soumis à une chirurgie intracrânienne, les effets attendus incluent principalement une douleur post-opératoire transitoire, une gêne locale liée à l’incision et à la présence de l’implant, ainsi qu’un risque limité d’inflammation ou d’infection locale. Ces effets sont principalement observés dans les jours suivant l’intervention chirurgicale. Les séances d’entraînement et les tests d’effort peuvent induire une fatigue musculaire transitoire. De manière occasionnelle, de légères lésions superficielles au niveau des pattes ou des ongles peuvent apparaître et s’accompagner de petits saignements. Ces effets restent généralement légers, réversibles et de courte durée. Les prélèvements sanguins peuvent entraîner un stress transitoire lié à la contention ainsi qu’une douleur brève liée à la ponction. Dans de rares cas, une mauvaise tolérance au prélèvement sanguin peut être observée. Les tests comportementaux utilisés dans ce projet sont non aversifs et n’induisent pas de douleur. Ils peuvent néanmoins être associés à un stress léger et transitoire lié à la nouveauté de l’environnement ou aux manipulations. En fin de protocole, les animaux seront placés sous anesthésie générale profonde avant la réalisation des prélèvements terminaux, sans perception de douleur.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
À l’issue des procédures expérimentales, les animaux ne seront pas réutilisés dans d’autres projets et seront mis à mort de manière réglementaire. Pour les animaux inclus dans la procédure 1 (tests comportementaux, entraînement, prélèvements sanguins), la mise à mort est justifiée par la nécessité de réaliser des prélèvements biologiques terminaux (cerveau, sang intracardiaque, muscles squelettiques), indispensables aux analyses prévues dans le cadre du projet et ne pouvant être obtenus chez des animaux vivants. Pour les animaux inclus dans la procédure 2, ayant subi des interventions chirurgicales intracrâniennes avec implantation (injection d’AAV, lentilles d’imagerie ou électrodes), la mise à mort est justifiée par le caractère invasif et irréversible de ces procédures, par la présence d’implants intracrâniens permanents, ainsi que par la nécessité de réaliser des prélèvements terminaux du tissu cérébral pour des analyses histologiques et moléculaires post-mortem. La réutilisation ou la remise en vie des animaux n’est pas envisagée, car elle serait incompatible avec les exigences scientifiques du projet et pourrait compromettre le bien-être animal. Dans tous les cas, la mise à mort sera réalisée conformément à la réglementation en vigueur, sous anesthésie générale profonde, et selon des méthodes visant à éviter toute douleur ou souffrance. Les animaux atteignant un point limite au cours des procédures seront euthanasiés sans délai, conformément aux critères prédéfinis.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le principe de remplacement a été soigneusement évalué lors de la conception de ce projet. À ce jour, il n’existe aucune méthode alternative permettant d’étudier de manière intégrée les effets de l’entraînement physique sur les fonctions cognitives et la plasticité cérébrale dans un organisme vivant. Les approches in vitro, ex vivo ou in silico ne permettent pas de reproduire la complexité des interactions entre l’exercice physique, le métabolisme systémique (notamment le lactate), l’activité cérébrale et les performances cognitives. En particulier, l’étude conjointe des adaptations comportementales, métaboliques et neurophysiologiques induites par différents types d’entraînement nécessite un modèle intégrant à la fois les systèmes musculaire, cardiovasculaire et nerveux central. Le rat constitue à ce titre un modèle biologique pertinent et largement validé pour l’étude des mécanismes de neuroplasticité dépendants de l’exercice, en raison de la similarité de ses réponses physiologiques et cognitives avec celles observées chez l’humain, ainsi que de la possibilité d’y réaliser des mesures fonctionnelles in vivo longitudinales. En l’absence de modèle de substitution permettant de répondre aux objectifs scientifiques du projet, le recours à l’animal est donc scientifiquement et méthodologiquement justifié.
2. Réduction
Le nombre d’animaux utilisé dans ce projet a été strictement limité au minimum nécessaire pour répondre aux objectifs scientifiques, tout en garantissant la robustesse statistique des analyses. La taille des effectifs a été définie afin de prendre en compte les variables biologiques majeures que sont le sexe, l’âge et le type d’entraînement, sans multiplier artificiellement les groupes expérimentaux. Les animaux sont répartis en deux procédures regroupant l’ensemble des manipulations réalisées sur un même individu. Cette organisation permet d’éviter le double comptage des animaux et de limiter le nombre total d’animaux utilisés. Le protocole expérimental repose sur une approche longitudinale, permettant la réalisation de plusieurs mesures comportementales, physiologiques et biologiques chez un même animal au cours du temps, incluant des mesures intermédiaires et terminales. Cette stratégie réduit significativement le nombre d’animaux nécessaires par rapport à des plans expérimentaux indépendants à chaque temps. Les animaux sont randomisés entre les différentes conditions expérimentales afin d’homogénéiser les groupes et de limiter la variabilité interindividuelle. Les comparaisons statistiques sont réalisées en utilisant des méthodes adaptées à la structure des données, incluant des analyses à mesures répétées pour les suivis longitudinaux, ainsi que des comparaisons intergroupes lorsque cela est pertinent. Enfin, les différentes modalités expérimentales in vivo (stratégies virales ou électrophysiologie) reposent sur des principes techniques communs et sont regroupées au sein des mêmes procédures, ce qui permet de maximiser l’information obtenue par animal et de limiter le recours à des groupes supplémentaires.
3. Raffinement
A l’arrivée des animaux, une période d’acclimatation de 7 jours est respectée. Une importance particulière est portée au suivi des animaux pour prévenir et remédier à l’apparition de douleur ou de mal-être. Les points limites sont fixés avant le début des expérimentations (cf. plus bas les points limites détaillés). Les animaux seront hébergés par 2 ou 3 par cage selon leur poids (jamais seuls, pas d’isolement social). Des enrichissements multiples leur sont proposés (Tunnel buchette diamond twist), en alternance, pour limiter l’habituation et l’ennui. Les actes pouvant générer de la douleur seront réalisés sous anesthésie et/ou analgésie. Par ailleurs, les animaux seront habitués à la manipulation par les expérimentateurs ainsi qu’aux environnements nouveaux (outils de mesure, donc tapis roulant, comportement, plateforme du Barnes Maze). afin de réduire le stress. Après les poses de fenêtres intracraniennes et électrodes d’enregistrement d’électrophysiologie, les animaux seront surveillés (1 à 2 fois par jour) en phase post-opératoire durant les 4 premiers jours par les expérimentateurs et animaliers. La nourriture sera à disposition de l’animal directement dans la cage. Concernant les points limites, si le rat est prostré ou en retrait, si ses poils sont hérissés (voir plus bas les points limites détaillés), il sera euthanasié par le responsable du projet. Avant les prélèvements du cortex et de l’hippocampe, les rats seront anesthésiés sous isoflurane (induction uniquement 4-5 %) avant d’être anesthésié avec de la Zoletil (tiletamine + zolazépam) 40 mg/kg + Domitor (médétomidine) 0,3-0,4 mg/kg. Les tissus cérébraux seront prélevés après décapitation. Les prélèvements sanguins ainsi que les doses et volumes d’injection d’analgésiques, de sérum physiologique, seront réalisés selon les recommandations éthiques [doses et volume adaptées en fonction des voies d’administration, i.e., voie intrapéritonéale (i.p.), voie sous-cutanée (s.c.) ou voie intraveineuse (i.v.)]. Toutes les interventions chirurgicales se feront également sous analgésie systémique (buprénorphine : 0,05 mg/kg max), y compris avant la perfusion intracardique. Pour chaque anesthésie, les animaux seront placés sur un tapis chauffant retro-contrôlé et seront maintenus à une température comprise entre 36,5 et 37,5°C, et du gel ophtalmique sera déposé sur les yeux.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Afin d’étudier les conséquences cérébrales de l’entrainement d’endurance, il est nécessaire d’utiliser des animaux qui soient capables de réaliser ces tâches locomotrices et cognitives. Pour étudier les effets d’une stratégie d’entrainement, le recours à l’animal est donc incontournable, surtout lorsque l’on veut proposer des entrainements transférables à l’Homme. Pour cela, nous allons nous baser sur des repères physiologiques (commun à l’humain et le rat tel que le seuil lactique) pour déterminer les vitesses d’entrainement. Les procédures expérimentales décrites plus bas ne pourront pas être remplacées par d’autres méthodes expérimentales n’impliquant pas l’utilisation d’animaux vivants et susceptibles d’apporter le même niveau d’information. Les mesures utilisées (moléculaires et in vivo à l’étage cellulaire) ne trouvent pas d’équivalent chez l’humain. Des rats âgés de P60 (entre 180-300g) à 12 mois seront utilisés dans ce projet car la grande majorité des résultats de la littérature concernant ce modèle a été obtenue sur des rats appartenant à cette gamme de poids (du jeune adulte à l’animal vieillissant).