Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 15/04/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-853721)
Porteurs pour une partie d’entre eux de récepteurs à l’ocytocine génétiquement modifiés, 12 macaques rhésus vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun subit une à trois neurochirurgies d’une journée sous anesthésie générale, pour l’injection de marqueurs intracrâniens, l’implantation d’électrodes puis leur retrait, ainsi que deux IRM, un scanner et quatre examens de tomographie par émission de positons, tous sous anesthésie. Ils reçoivent en plus une injection intramusculaire trois fois par semaine pendant dix semaines, avant des séances d’observation en volière portant sur des intrusions dans leur territoire. Le porteur prévoit des micro-lésions cérébrales dues à la présence des électrodes, annonce la mise à mort de 4 macaques à des fins scientifiques et présente les 8 autres comme candidats à la reproduction en centre de primatologie, ou à défaut au placement en sanctuaire, sous réserve de l’évaluation rétrospective.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’espace est une ressource limitée pour de nombreuses espèces, les poussant à délimiter et à défendre leur territoire. L’objet de ce projet est de comprendre les mécanismes neuronaux qui régulent le comportement territorial. Ce comportement est à la source de nombreux conflits, chez l’humain comme chez l’animal, lorsqu’un individu franchit les frontières d’un territoire. Nous faisons l’hypothèse que l’ocytocine (OT), un neuropeptide hypothalamique connu pour son rôle de régulation sociale chez les mammifères, module l’activité neuronale dans les zones clés liées à la perception de l’espace dans le processus d’appropriation et de défense territoriale. Notre étude se concentre sur le macaque dont les systèmes neuronaux et comportementaux sont proches de ceux des humains. Des données préliminaires suggèrent que la distribution des récepteurs d’ocytocine diffère considérablement entre les rongeurs et les primates, ce qui justifie notre choix du macaque comme modèle. De plus, la régulation territoriale chez le macaque repose davantage sur des indices visuels et des règles sociales hiérarchiques que sur des indices olfactifs, comme c’est le cas chez les rongeurs. Nous analyserons comment les neurones spatiaux et émotionnels réagissent aux changements territoriaux tels que l’approche d’un intrus sous l’influence de l’ocytocine. Comprendre ces mécanismes pourrait éclairer les conflits territoriaux humains et les moyens de les résoudre.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
1. Le projet apportera une connaissance approfondie de l’anatomie du système oxytocinergique chez le primate, de son effet sur l’activité neuronale au sein du complexe amygdalo-hippocampique, Ces données sont impossibles à obtenir chez l’humain du fait de l’impossibilité de faire des marquages pré mortem qui seront révélés dans l’anatomie post mortem. 2. Ce projet renseignera sur les systèmes neuronaux qui contrôlent les comportements sociaux et territoriaux ainsi que leur modulation par l’action de l’ocytocine. 3. Le projet permettra d’apporter des éléments sur la faisabilité et l’action potentielle des approches pharmaco-génétiques pour agir sur le comportement et l’activité neuronale chez le primate non humain. Cette étape est essentielle au développement d’outils pharmaco-génétiques dans une perspective translationnelle. De fait, le projet vise à ouvrir la voie à la possibilité de manipulation pharmacologique ciblant des zones spécifiques du cerveau humain afin de bénéficier à des patients ayant des troubles psychiatriques.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux des deux premier lots seront soumis trois procédures chirurgicales sous anesthésie générale d’une journée : une première destinée à l’administration de marqueur intracrânien, une deuxième destinée à l’implantation d’électrode et la dernière à retirer les implants. Les animaux seront aussi soumis à 2 examens d’imagerie par résonnance magnétique et de CT scan d’une durée d’une ½ chacun, et 4 examens de tomographie par émission de positon, couplés à des prises de sang pour des dosages hormonaux (1/2 journée). Les animaux seront mis sous anesthésie générale pour ces 1examens. Les animaux recevront une injection intramusculaire par jour de ligands pharmacogénétiques 3x par semaine pendant 10 semaines avant des sessions de mesures comportementales en volière. Les animaux du deuxième lot seront soumis à un examen sous anesthésie générale d’une ½ journée et une chirurgie d’une journée.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les animaux seront tous soumis à 1 ou 3 neuro-chirurgies (selon les lots) effectuées sous anesthésie générale. La chirurgie suscitera un inconfort post-opératoire passager. A terme, des micro-lésions cérébrales sont à prévoir, dûes à la présence d’électrodes dans le cerveau. Les aninaux recevront des injections intramusculaires qui peuvent génèrer une douleur localisée mais passagère. Nous nous attendons à ce que le produit injecté modifie le comportement territorial pour induire moins de compétition territoriale. Les animaux seront testés sans mise en conflit, mais plutôt en observant des intrusions dans leur territoire. Ces situations peuvent générer un stress passager, mais équivalent à un stress naturel. Les animaux seront aussi soumis à des examens d’imagerie par résonnance magnétique, radio (Tomographie à émission de positon) et les prises de sang capillaire à l’oreille pour des dosages, pour lesquels ils seront mis sous anesthésie générale, ce qui provoquera également un inconfort au réveil.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A la fin du protocole, 8 des animaux subiront une chirurgie de dés-implantation et seront candidats à une réutilisation pour de la reproduction en centre de primatologie si l’évaluation rétrospective le permet. En cas contraire, ils seront candidats pour un replacement en sanctuaire. Par ailleurs, notre protocole nécessite l’euthanasie de 4 des animaux pour des fins scientifiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Dans notre cas, le remplacement des primates par d’autres espèces vertébrées ou non vertébrées, voire par d’autres espèces de primates n’est pas encore possible. Les humains ne peuvent pas être utilisés en raison de la nature invasive des méthodes expérimentales. Il est impossible d’injecter des marqueurs en prémortem pour effectuer du traceur anatomique et ni d’injecter des vecteurs viraux permettant de cibler les circuits anatomies précis chez l’homme et d’en vérifier les effets des manipulations sur le comportement. De même une approche in silico, ne permet pas d’appréhender ni la complexité des circuits anatomiques ni le comportement. Phylogénétiquement, le modèle d’étude pré-clinique (macaque) est le plus proche de l’humain dans l’expression de ses comportements et dans son organisation anatomo-fonctionnelle. Ainsi, les informations obtenues seront plus facilement comparables transposables et identifiables à une application chez l’humain. De plus, des taches comportementales variées peuvent être réalisées par ces animaux permettant ainsi l’étude d’un large spectre de comportements complexes. Aucun autre modèle animal ne présente ces caractéristiques.
2. Réduction
La taille de la cohorte a pour but d’utiliser le moins d’animaux possible permettant d’obtenir des résultats significatifs et généralisables. Nous déterminerons les effets de la manipulation du système ocytocynergiques en comparant les effets obtenus d’un agent activateur (ligand) chez des animaux porteurs de récepteurs modifiés de l’ocytocine (groupe test, n=6) et chez les animaux contrôle (n=4). L’utilisation du groupe contrôle permet de vérifier que notre effet est bien le fruit d’une activation des récepteurs modifiés et non, un simple effet du ligand. C’est pourquoi, la condition sans stimulation du groupe test ne peut être son propre contrôle. De plus, les résultats électrophysiologiques du groupe contrôle sont intéressants en soi car ils permettront d’établie une physiologie de base. Le nombre d’animaux a été déterminé selon une approche statistique conservatrice et, mais les expériences n’engageront pas 10 animaux simultanément. Nous procéderons au test d’une première cohorte, puis les données seront évaluées et complétées afin d’atteindre une significativité en procédant par étape, notamment en évaluant l’expression des récepteurs modifiés grâce à l’examen TEP (tomographie à émission de positon) chez le groupe test et la caractérisation de l’activité neuronale chez le groupe contrôle. Comme indiqué, les résultats du groupe contrôle seront traités même si le groupe test n’est pas continué, et complétés au fur et à mesure.
3. Raffinement
Plusieurs éléments de raffinement sont mis en œuvre : Recours à l’imagerie (IRM et TEP), qui se substitue pour la plupart des animaux à l’histologie post-mortem et permet d’envisager leur replacement en sanctuaire à l’issue des expériences. Utilisation de microélectrodes chroniques à contacts multiples de supprimer la phase de manipulation des électrodes et de réduire à minima les moments d’immobilisation de la tête. Les expériences seront conduites en conditions semi-éthologiques sans contrainte physique. Pré-entraînement par renforcement positif des animaux en salle de stabulation visant à réduire le temps et le stress induit par les prélèvements buccaux ou les injections. Nous utilisons des analgésiques, et anesthésiants pendant et après les chirurgies. La douleur et le comportement de l’animal sont scorés en post chirurgical, et le bien-être de l’animal est scoré de façon quotidienne. Enfin, les point limites stricts et spécifiques du projet sont déterminés et un score quotidien ou hebdomadaire est obtenu en fonction des étapes, et permet de mener les actions adéquates en fonction du score obtenu.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Notre projet utilise des singes macaques car certaines parties de leur cerveau et certains comportements sociaux que nous étudions ne se trouvent pas chez les rongeurs. Par exemple, les macaques utilisent principalement la vue pour comprendre leur environnement et montrent leurs émotions à travers leurs expressions faciales. Contrairement aux rongeurs, les macaques ont un système cérébral plus développé pour reconnaître les visages, les expressions faciales et interpréter le regard, ce qui est important pour réguler leur territoire. En utilisant des singes, nous pouvons mieux comprendre comment le cerveau traite ces informations. De plus, notre projet se concentre sur l’impact de l’ocytocine sur le comportement territorial. Chez les primates, les récepteurs de l’ocytocine sont présents dans plusieurs parties du cerveau liées à la vision et à l’attention, ce qui n’est pas le cas chez les souris. Nous allons également utiliser des techniques génétiques et pharmacologiques qui ont été efficaces chez les souris, mais qui nécessitent encore des tests chez les singes avant d’être appliquées chez l’homme. Nous travaillons avec des singes adultes car c’est à cet âge qu’ils développent un comportement territorial. Chez les macaques, les deux sexes participent à la défense du territoire. Ils vivent en groupes où plusieurs femelles cohabitent avec un mâle dominant, qui tolère quelques autres mâles. Les disputes territoriales ne sont pas seulement une question de hiérarchie, mais aussi de rivalité entre les groupes. En laboratoire, nous pouvons recréer cette situation en délimitant des « territoires » différents pour chaque groupe dans les volières.