Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 21/03/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-395799)
396 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance jusqu’à sévère, 264 tuées à l’issue et 132 réutilisées comme stimulus social. Les 264 souris expérimentales reçoivent des canules implantées dans le cerveau lors d’une chirurgie de deux à quatre heures, des injections cérébrales répétées, puis dix tests comportementaux, avec isolement social de trois semaines et restriction alimentaire jusqu’à six semaines. Le porteur prévoit leur mise à mort pour vérifier les sites d’injection et étudier le rôle de l’ocytocine du cervelet dans la cognition sociale. Il écarte simulations et cultures cellulaires et retient des souris adolescentes et adultes pour suivre la maturation cérébrale.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le cervelet est une région cérébrale historiquement associée au contrôle du mouvement. Cependant, depuis plusieurs décennies, son rôle s’est élargi à de nombreuses autres fonctions. Il contribue ainsi aux émotions, à la cognition (savoir se repérer dans son environnement, par exemple), aux addictions et aux comportements sociaux. Parallèlement, dans le cerveau, un neuropeptide, l’ocytocine (OXT), a pour fonction principale de contrôler ces liens sociaux. L’OXT intervient ainsi dans l’attachement aux autres, la confiance ou l’empathie. Si ce rôle a été mis en évidence dans des réseaux neuronaux classiquement associés aux émotions et aux interactions sociales, il n’a toutefois pas encore été exploré au niveau du cervelet. Il est probable que l’OXT contribue à l’adaptation fine des comportements et réactions physiologiques, et ce particulièrement dans les contextes sociaux. Cette adaptation pourrait ainsi être liée à une modulation très fine, dans le cervelet, des fonctions sensorimotrices ou d’apprentissage en conditions socialement dépendantes, à une augmentation de la saillance des stimulations sensorielles pertinentes en contexte social, ou à une contribution spécifique aux interactions avec son environnement lors des contacts sociaux. Pour tester ces différentes hypothèses et déterminer le rôle de l’OXT dans le cervelet dans les contextes sociaux, nous manipulerons d’abord, à l’aide de molécules et chez la souris, l’activité du cervelet (blocage), puis le lien entre cervelet et cortex préfrontal (autre structure-clé de la cognition sociale) et enfin nous activerons ou bloquerons spécifiquement les effets de l’OXT directement dans le cervelet. Nous évaluerons l’effet de ces inactivations/activations spécifiques par de multiples tests comportementaux ciblant les interactions sociales, mais aussi d’autres fonctions (émotions, orientation dans l’environnement, fonctions motrices ou sensori-motrices). Ce projet sera réalisé chez des souris adultes et chez des adolescents (mâles et femelles). En effet les compétences sociales se développent avec la maturation du cortex préfrontal, structure cérébrale qui n’atteint son plein développement qu’au début de l’âge adulte, c’est-à-dire en dernier chez l’homme. Nous évaluerons ainsi l’évolution du rôle de l’OXT dans le cervelet dans les contextes sociaux au cours du développement.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
L’ocytocine est devenue une molécule de grand intérêt en neuroscience en raison de ses effets pro-sociaux. En effet, elle dispose d’un potentiel prometteur comme nouvelle cible thérapeutique pour les troubles neurodéveloppementaux dans lesquels les comportements sociaux sont perturbés ou mal adaptés (troubles du spectre autistique, schizophrénie, troubles déficitaires de l’attention…). L’ocytocine régule la confiance, l’empathie, l’agressivité, l’excitation sexuelle, le sommeil, le stress, l’anxiété, la douleur et le système sensoriel, et ce tout au long de la vie et chez les deux sexes. Elle permet ainsi aux individus d’adapter leurs interactions sociales de manière flexible et en lien avec le contexte. Pourtant, si le rôle de l’ocytocine a été investigué dans les régions cérébrales impliquées dans ces interactions sociales, il ne l’est pas ou peu dans le cervelet. En effet, ce dernier n’était pas considéré durant longtemps comme faisant partie de ces réseaux spécifiques. Or, ces quinze dernières années, de multiples travaux ont démontré que le cervelet n’intervient pas seulement dans le contrôle du mouvement : il participe aussi aux émotions, à nos capacités d’orientation dans l’environnement, aux addictions ou aux comportements sociaux. Grâce à sa vaste connectivité avec le reste du cerveau, le cervelet amorcerait ou orienterait, au niveau du cortex, le traitement des informations motrices, sensorielles, émotionnelles et cognitives dans des directions pertinentes, en particulier dans les contextes sociaux. Avec ce projet, nous serons en mesure de mieux cerner le rôle que jouerait l’ocytocine dans cette structure dans ces contextes sociaux et, potentiellement, de mettre ainsi en lumière de nouvelles pistes thérapeutiques pour le traitement des troubles du comportement social.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
264 souris seront utilisées pour implantation de canules intracérébrales. L’implantation se fera sous anesthésie générale et locale, pour une durée comprise entre 2 et 4h. Les mêmes 264 souris auront des injections cérébrales répétées (entre 3 et 12 injections en fonction des protocoles et groupes). Cette partie se fera sous anesthésie générale courte (5 minutes) . Ces 264 animaux seront soumis à une batterie de tests comportementaux. Dix tests seront utilisés au total. Chaque animal, selon son groupe, ne sera testé que dans un nombre limité de tests (3 ou 4) sur une durée de 4 à 8 semaines. Ces tests évalueront le comportement social (3 tests différents), l’état émotionnel des animaux (3 tests), les fonctions sensori-motrices (2 tests), les capacités de discrimination sensorielles (1 test) et les capacités de mémoire et d’apprentissage (1 test).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
– Stress au réveil de l’animal pendant quelques minutes après injections de drogues ou procédure Sham – Stress au réveil dû à l’implantation des canules d’injection intracérébrale – Difficulté pour se déplacer, se nourrir et s’abreuver dans les 2 premières heures suivant le réveil après implantation des canules – Douleur liée à la pose des canules – lsolement des animaux à l’âge adulte pour renforcer leur motivation pour les contacts sociaux dans le test d’interaction sociale. L’isolement débute 3 semaines avant les tests et se prolonge jusqu’à complétion des tests sociaux. – Privation/restriction alimentaire dans le test cognitif spatial (labyrinthe en croix, test basé sur un renforcement alimentaire) et le Novelty suppressed feeding (conflit entre motivation alimentaire et anxiété). La restriction alimentaire dure 6 semaines maximum (diminution progressive du poids sur 15 jours puis apprentissage de la tâche et tests) pour le labyrinthe en croix. La privation se fait sur 24h (NSF).
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les 264 souris expérimentales concernées par les 3 procédures (celles ayant des canules guides implantées) feront l’objet d’une étude histologique post-mortem. La totalité des souris visiteurs (stimulus social) seront réutilisées (soit 132 souris).
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Les objectifs de ce projet étant d’étudier le rôle d’une molécule (l’ocytocine) au sein de certaines régions cérébrales dans les comportements sociaux, nous devons pouvoir observer et analyser ces comportements chez des animaux sains. Nos travaux de recherche ne peuvent donc se faire que sur animaux vivants, les autres types de procédures expérimentales (simulations informatiques ou cultures cellulaires par exemple) ne permettant pas de répondre à nos questions
2. Réduction
Pour réduire le nombre d’animaux et optimiser nos résultats, les animaux serviront à plusieurs mesures chaque fois que possible. Ainsi, dans chacune des expériences proposées, les mêmes animaux feront l’objet de tests comportementaux qui seront réalisés dans deux conditions expérimentales. Pour réduire le nombre d’animaux visiteurs nécessaires pour nos tests d’interaction sociale, nous passerons plusieurs fois le même animal en tant que visiteur. Le nombre d’animaux est choisi pour tenir compte des difficultés inhérentes au placement des canules d’injection, de minimiser la répétition des injections intracérébrales, de réduire la durée totale d’expérimentation pour chaque individu et de prendre en compte la variabilité inter-individuelle. Les différentes procédures expérimentales ont ainsi été pensées et élaborées afin d’utiliser le moins d’animaux possible tout en permettant d’obtenir des résultats statistiquement satisfaisants. Les analyses statistiques conduites utiliseront des tests statistiques ANOVA ou non paramétriques en fonction de la normalité de la distribution des valeurs.
3. Raffinement
Pour minimiser la souffrance et l’angoisse des animaux, les procédures qui le nécessitent se dérouleront sous anesthésie générale avec analgésie (chirurgies implantatoires de canule). Ils seront anesthésiés après induction gazeuse et suivis jusqu’au réveil. Ensuite, chaque animal sera surveillé quotidiennement et le traitement analgésique poursuivi au-delà du réveil si besoin. Pour limiter le stress des animaux, ils seront manipulés par le (ou les) même(s) expérimentateur(s), y compris lors des tests comportementaux. Chaque animal bénéficie d’une attention et de soins de qualité, par du personnel qualifié, pendant les interventions et en dehors de celles-ci afin d’assurer un bien-être optimal durant toute l’étude. La douleur est rigoureusement contrôlée grâce à des points limites évalués en amont, et gérée grâce aux moyens pharmacologiques appropriés (myorelaxant /anesthésie/analgésie).
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le choix de la souris est dû au fait que ces animaux ont des capacités cognitives et sociales adaptées aux questions posées dans le projet. Ces mammifères ont par ailleurs un fonctionnement cérébral qui peut être comparé à celui de l’homme pour les questions abordées dans ce projet (rôle du cervelet et de l’OXT). Notre projet vise à étudier le rôle du cervelet et de l’ocytocine dans ce dernier dans les comportement sociaux à différents stades du développement : avant maturation complète du système nerveux et après. Nous utiliserons donc des souris adolescentes (âge inférieur à 50 jours Post-Natal (PN)) d’une part et des animaux à l’âge adulte (PN> 70 J) d’autre part. Cela se justifie par le fait que le cortex préfrontal est la structure cérébrale dont le développement est le plus tardif chez l’homme (il n’atteint son plein développement qu’au début de l’âge adulte) or ce dernier est une structure-clé de la cognition sociale. La mise en jeu de la voie cérébello-frontale que nous investiguons ici en contexte social particlièrement pourrait donc potentiellement se traduire par des effets différents en fonction de l’âge des animaux.