Effets de l’âge de la mère sur le phénotype comportemental et la neuroendocrinologie du stress de la progéniture chez la souris glaneuse

Les effets de l’âge maternel sur les traits de personnalité et sur le fonctionnement du système de réponse au stress chez les jeunes ont rarement été étudiés chez les modèles animaux. Nous souhaitons approfondir ce sujet en utilisant des tests comportementaux plus proches des conditions naturelles de vie des animaux. Ces tests reflètent, d’une part, la capacité d’exploration d’environnements complexes, et d’autre part, leur tendance à établir des interactions sociales positives et non agressives avec des congénères du même âge (appelées interactions affiliatives). Nous explorerons également les effets de l’âge maternel sur le fonctionnement du système de réponse au stress, en mesurant les concentrations d’hormones du stress (appelées corticostéroïdes) dans les fèces et dans le sang des progénitures, et en évaluant le fonctionnement de ce système (appelé contrôle neuroendocrinien) à travers l’expression des gènes codant pour les récepteurs des corticostéroïdes dans le cerveau. De manière plus ciblée, nous nous demanderons si les jeunes qui étaient relativement les plus lourds et les plus légers de la portée au début de leur vie et qui selon d’autres études, diffèrent souvent en termes de personnalité, peuvent être affectée de manière différentielle par ces effets possibles de l’âge maternel. Pour cela, nous observerons systématiquement, dans chaque portée, deux petits relativement les plus lourds et deux relativement les plus légers (un mâle et une femelle dans chaque groupe). Nous vérifierons également si les petits relativement plus légers, au cours de leur première semaine de vie, se trouvent plus souvent à la périphérie du nid, une zone généralement moins chaude, comme cela a été observé chez d’autres espèces de petits mammifères. Plus important encore, nous comparerons les capacités de ces petits à maintenir leur température corporelle (performances thermogéniques), en mesurant la baisse de température de leur peau durant un bref isolement à l’aide d’une caméra thermique. Enfin, pour mieux comprendre les mécanismes en jeu, nous comparerons les différences de comportement et de réponse au stress entre les mères jeunes et âgées. Nous établirons ainsi le profil comportemental des mères en répétant des tests standards permettant d’évaluer leur personnalité, et nous mesurerons à la fois leurs niveaux d’hormones de stress et l’expression des gènes des récepteurs des corticostéroïdes dans leur cerveau.

Le projet prévu devrait apporter une contribution significative à nos connaissances sur les effets de l’âge des mères sur les caractéristiques de leurs petits. Premièrement, les résultats du projet pourront aider à mieux comprendre les mécanismes qui sous-tendent l’apparition de différences de personnalité entre les individus, et leur lien avec la façon dont chacun réagit au stress. Cela inclut notamment le rôle du système hormonal de régulation du stress, aussi appelé système neuroendocrinien, dans le cerveau. Pour cela, nous utiliserons des tests biologiquement pertinents, c’est-à-dire proches des conditions naturelles, qui permettront de mesurer la capacité des jeunes à explorer un environnement complexe, ainsi que leur sociabilité. Plus important encore, ce projet nous permettra de mettre en évidence l’effet de l’âge de la mère sur ces comportements et sur le fonctionnement du système de réponse au stress chez les petits, un aspect encore peu étudié. Deuxièmement, nous étudierons les différences entre les mères jeunes et âgées, à la fois dans leur comportement (activité, tendance à explorer ou à prendre soin de leurs petits), et dans leur fonctionnement hormonal lié au stress (paramètres neuroendocriniens). Cela nous permettra de mieux comprendre comment l’âge de la mère influence son comportement et ses réponses hormonales, ainsi que les conséquences possibles sur le développement de ses petits. Troisièmement, les résultats de notre étude peuvent contribuer à notre compréhension des mécanismes conduisant à des différences de personnalité saisonnières chez les animaux nés tard ou tôt dans la saison de reproduction. En effet, dans des conditions naturelles, les mères nées en début de saison sont souvent plus âgées (car elles ont survécu à l’hiver), tandis que celles nées en fin de saison sont souvent plus jeunes (nées plus tôt la même année). L’âge de la mère pourrait donc être l’un des facteurs expliquant ces différences de personnalité chez les jeunes, un phénomène déjà fréquemment observé dans des études menées dans des conditions naturelles.

Tous les tests sont effectués sur des animaux vigils, et la plupart des tests sont des tests comportementaux sur des jeunes après le sevrage et sur des mères. La seule exception est un test effectué sur des petits aux jours 3 et 5 postnataux, au cours duquel on quantifie la baisse de la température corporelle pendant la séparation (performance thermogénique dans le TEST DE CHALLENGE THERMIQUE). Lors du sevrage (jour postnatal 28), les juvéniles sont répartis en deux catégories : les animaux focaux (groupes de 4 par portée) et les animaux non focaux (les individus restants de cette portée). Les animaux focaux seront soumis à six tests d’une durée totale de 35 minutes. Tout d’abord, le TEST DE CHALLENGE THERMIQUE aux jours postnatals 3 et 5 (45 secondes chacun ). Aux jours postnatals 35 et 45, ils subiront le TEST D’EXPLORATION D’UN ENVIRONNEMENT COMPLEXE d’une durée de 5 minutes chacun. Les jours postnatals 36 et 46, ils subiront le TEST DE SOCIABILITE, qui durera au total 12 minutes par test. Les animaux non focaux subiront six à sept tests, d’une durée totale de 29 à 26 minutes. Comme les animaux focaux, ils subiront le TEST DE CHALLENGE THERMIQUE aux jours postnataux 3 et 5 (45 secondes chacun). Après le sevrage, ces animaux serviront de partenaires dans le TEST DE SOCIABILITE, vers les jours postnataux 36 et 46. Ils seront donc introduits dans l’une des petites cages fermées pour se familiariser (2 minutes) et seront ensuite confrontés à un animal focal non familier du même sexe et âge, qui explorera l’arène et les cages (5 minutes). Chaque animal non focal participera à 4-5 confrontations de ce type. Les mères seront soumises à quatre tests comportementaux d’une durée totale de 20 minutes : Les jours 30 et 38 post-partum, les mères subiront, au cours de chacun de ces jours, des tests de comportement permettant d’étudier leur personnalité. En outre, le comportement maternel sera filmé à travers les parois en plastique transparent de la cage, au cours des jours postnatals 2, 4 et 6. Il s’agira d’une procédure totalement non invasive, car les mères n’en seront pas conscientes. Une fois l’expérimentation terminée, les animaux sont euthanasiés par une méthode réglementaire. Les animaux focaux et non focaux juvéniles au jour postnatal 50 et les mères au jour postpartum 39.

Les tests comportementaux que nous utilisons sur les juvéniles après le sevrage (aux jours postnataux 35, 36 et 45, 46) et sur les mères peuvent être considérés comme peu invasifs. Les tests répétés sur les juvéniles et les mères peuvent imposer un certain niveau de stress. Pendant le TEST DE SOCIABILITE, le partenaire (même sexe, même classe d’âge mais non familier à l’animal focal) sera dans une petite cage, ce qui peut imposer une certaine augmentation des niveaux de stress social. De brèves séparations des petits de leur mère, comme cela a été le cas lors du TEST DE CHALLENGE THERMIQUE (stress thermique, hébergement individuel) les jours 3 et 5, peuvent, dans de rares cas, conduire à un infanticide de la part de la mère. De plus, les petits se refroidissent inévitablement, bien que légèrement, au cours de ce bref test de 45 secondes. En outre, les mères seront maintenues seules (hébergement individuel) dans leur cage pendant 11 jours après le sevrage des jeunes (jour 28) jusqu’à l’euthanasie des mères (jour 39), période pendant laquelle les mères seront soumises à des tests comportementaux individuels répétés. Le fait d’être gardées seules, même pour une courte période de 11 jours, peut potentiellement avoir un impact négatif sur leur bien-être en fonction de cet hébergement individuel.

Une fois les expérimentations terminées, les juvéniles (210 individus, au jour postnatal 50) et toutes les mères (30 mères, au jour postpartum 39) seront euthanasiées pour collecter post-mortem des échantillons pour des études physiologiques et moléculaires.

La souris glaneuse a, dans des conditions naturelles, une durée de vie très courte. Seuls les juvéniles nés pendant les mois d’été survivent à l’hiver. Pour cette raison, le schéma suivant se dessine : Au printemps, toutes les femelles qui se reproduisent sont primipares mais sont les vieilles femelles (environ 7-9 mois) nées au cours de l’année précédente. Plus tard au cours de la saison de reproduction, les mères sont principalement nées au cours de la même année (c’est-à-dire, des mères plus jeunes). Il existe des différences distinctes dans l’âge maternel au printemps et en été chez cette espèce. Notre projet utilise ce phénomène intéressant de l’histoire de vie de cette espèce, et explorera dans une étude en laboratoire si les différences d’âge maternel conduisent à des différences de personnalité chez la progéniture. Aux jours 3 et 5 de la période postnatale, alors que les petits dépendent fortement du regroupement avec leurs frères et sœurs pour se thermoréguler, nous quantifierons les performances thermogéniques individuelles des petits issus de mères jeunes et âgées, en comparant notamment les individus positionnés plutôt au centre et à la périphérie de la portée. De tels effets ne peuvent être testés que tôt dans la vie, durant la première semaine postnatale. Plus tard, entre les jours postnatals 35 et 46 (stade juvénile, avant la maturité), nous testerons la tendance des animaux à explorer un environnement complexe et leur sociabilité à l’égard de congénères non familiers du même sexe. Des études antérieures ont montré qu’il est approprié de tester les animaux de cette espèce à ces jours, car ils sont généralement très motivés pour explorer des environnements nouveaux et interagir avec d’autres individus du même âge de la même portée mais aussi d’autres portées.