Procédures légères

9 600 rongeurs, 4 800 souris et 4 800 rats, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, 7 200 tués à l'issue et 2 400 réutilisés. Ils reçoivent des administrations répétées de composés par plusieurs voies, avec des mises à jeun pouvant atteindre seize heures et un isolement sans eau ni nourriture jusqu'à quatre heures, pour mesurer les effets de nouvelles molécules sur l'activité locomotrice. Les animaux traités sont tués pour éviter toute interférence avec d'autres essais, tandis que les témoins peuvent être réutilisés. Le porteur décrit ces données précliniques comme "indispensables" avant le passage à l'humain.

Objectifs

Des composés ciblant le système nerveux central, par leur action sur certaines régions cérébrales , peuvent avoir un impact sur l’activité locomotrice générale et donc générer des troubles locomoteurs tels que baisse de l’activité exploratoire, activité motrice diminuée ou augmentée. Ce projet a pour objectif d’étudier les effets de nouveaux produits synthétisées ou acquis au sein du laboratoire sur le comportement locomoteur spontané ou pharmacologiquement induit de rongeurs (rats ou souris). Le but de ce projet est d'obtenir des données comportementales chez le rongeur nécessaires pour poursuivre de développement de nouvelles molécules en phase clinique chez l’humain. Il s'agira de - détecter sur l'activité locomotrice l'existence d'effets secondaires chez l’animal avant administration à l’Homme , - de mesurer la capacité de composés à agir sur l’activité locomotrice soit spontanée, soit induite pharmacologiquement (en général une hyperlocomotion induite).

Bénéfices attendus

A court terme, il s’agira de démontrer à l’aide de données précliniques l’efficacité potentielle de nouveaux produits pharmacologiques : les procédures mises en œuvre permettront de mesurer l’efficacité de nouvelles molécules vis-à-vis d’activités locomotrices pharmaco induites, de les comparer et ainsi de choisir la meilleure selon des critères de sélection pour l’application thérapeutique ciblée. Il s’agira aussi de vérifier l’absence d’effets locomoteurs importants de nouvelles entités pharmacologiques sur l’activité spontanée. A long terme, ce projet permettra de d'obtenir des données scientifiques pré-cliniques robustes indispensables pour le développement de nouveaux candidats médicaments, notamment avant le passage en phase de tests chez l'Homme.

Procédures

Au cours de ce projet, les animaux seront soumis à des administrations dont la voie (orale, intrapéritonéale, sous-cutanée) ainsi que la fréquence d’administration (aigüe ou chronique, dans ce cas 2 administrations/jour max) seront adaptées en fonction des objectifs de recherches. Les délais d'administration avant les phase de test d'activité locomotrice seront de 0 à 4h. Pour chaque administration, une courte contention (

Impact sur les animaux

Au cours de ce projet, les animaux recevront des administrations de composés avant les évaluations comportementales. Il est possible que la courte contention alors nécessaire (

Devenir

Les animaux traités avec des composés pharmacologiques qui risqueraient d’interagir avec d’autres expérimentations dans le but d’une réutilisation seront mis à mort. Certains animaux, les animaux contrôles, pourront cependant être soumis à une autre procédure expérimentale du projet si la gravité réelle a été de contrainte légère ou modérée, ou pourront être réutilisés pour d’autres projets en fonction des objectifs de recherche. La décision sera prise par le responsable projet (une personne compétente désignée par lui) ou le vétérinaire.

Remplacement

L’objectif de ce projet est d’évaluer les effets de nouvelles entités pharmacologiques sur l’activité motrice dans le cadre du développement de nouveaux médicaments. Il n’existe à ce jour pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) suffisante pour répondre aux objectifs scientifiques de ce projet c’est pourquoi l’utilisation de modèles in vivo est indispensable avant toute administration à l’homme, rat et souris étant ici les espèces les plus adaptées.

Réduction

Un effectif minimum et suffisant de 12 animaux par groupe expérimental est prévu afin d’obtenir une robustesse satisfaisante des tests statistiques. En fin de procédure, les animaux (en particulier les contrôles) seront au maximum réutilisés dans d’autres projets comportementaux ou bien pour des analyses histologiques faisant l’objet d’autres projets.

Raffinement

Les animaux (rats, souris) sont hébergés en animalerie centrale et restent 5 jours en acclimatation avant toute expérimentation. Tout au long des études, les animaux sont hébergés en groupe (nombre maximal défini par la règlementation en cours) dans des cages adaptées à l’espèce avec la présence d’enrichissement de milieu (tunnel, Sizzle pad pour nidification…). Le change des cages se fait 2 fois par semaine. Les animaux sont observés chaque jour (week-end compris), et font l’objet d’un suivi SBEA (Structure Bien-être Animal) par l’expérimentateur chaque semaine avec entrée des observations (et des éventuelles actions prises) dans une base de données. Les membres de la SBEA (Structure Bien-être Animal) effectuent une observation mensuelle de tous les animaux. En cas d’atteinte d’un des points limites définis plus loin, l’animal est écarté de l'étude pour subir les soins essentiels ou être euthanasié si nécessaire. Le raffinement sera aussi obtenu grâce au recours à des procédures les moins invasives possibles ainsi qu’à la familiarisation des animaux aux procédures expérimentales (période d’habituation aux pièces et dispositif expérimental, phase de familiarisation aux manipulations, administrations…).

Choix des espèces

Le rat et la souris sont déjà largement caractérisés d’un point de vue comportemental et neurochimique et ils ont un système nerveux suffisamment évolué pour envisager raisonnablement une extrapolation à l’homme de certains résultats. De nombreux parallèles existent en effet entre les caractéristiques comportementales étudiées chez le rat ou la souris et les caractéristiques du comportement humain. Ce sont les espèces animales les plus pertinentes et les plus couramment utilisées pour évaluer les effets de substances sur l’activité locomotrice. Les animaux sont utilisés au stade adulte chez la souris comme chez le rat. Ce projet n’a pas pour objectif d’étudier les effets de produits sur l’animal à d’autres stades de développement. De plus, les tests de locomotion décrits dans ce projet sont classiquement réalisés dans la littérature sur des animaux adultes, avec un développement cérébral complet et des capacités motrices et cognitives fonctionnelles.

600 poulets vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis renvoyés dans un élevage de poulets de chair en plein air. Ils sont pucés pour suivre leurs déplacements, pesés à quatre reprises et soumis à deux prélèvements de sang, pour relier leur comportement d'exploration du parcours à des marqueurs génétiques et sanguins. Classé sous la finalité bien-être animal, le projet vise en pratique une sélection génétique des oiseaux qui utilisent le plus le parcours extérieur. Renvoyés au circuit d'élevage classique, ces poulets restent destinés à l'abattage pour la viande.

Objectifs

Dans les élevages commerciaux où les poulets ont accès à un enclos extérieur (parcours), les éleveurs sont souvent confrontés à la variabilité de l’utilisation du parcours par les poulets. Malgré des effets bénéfiques évidents du parcours sur le bien-être des poulets et l’expression de leurs comportements naturels (recherche de nourriture, bain de poussière, activité exploratoire), plusieurs études montrent que l'espace extérieur n'est utilisé que par une partie des animaux (entre 15 et 50 pourcent). De précédentes études ont montré que les animaux peuvent être classés selon leur niveau d’exploration du parcours (animaux plus ou moins explorateurs). Ces différences dans l’exploration peuvent être liées à des différences génétiques, physiologiques et métaboliques. Le projet consiste : - A caractériser le comportement du poulet élevé dans un système d’élevage procurant l’accès à un enclos extérieur et l’utilisation qu’il a de cet enclos. - A identifier des marqueurs sanguins, si possible précoces, de l’utilisation du parcours - Et à caractériser l’influence de la génétique sur ce comportement exploratoire. Le suivi comportemental est réalisé dans le bâtiment d’élevage et sur le parcours extérieur (nombre de sorties sur le parcours, suivi des déplacements) grâce à un système de suivi individuel des poulets par puce RFID (radio frequency identification). L’identification de marqueurs biologiques du comportement exploratoire du poulet est réalisée par des prélèvements sanguins. L’objectif sera d’estimer l’impact de la génétique dans la variation du comportement exploratoire du poulet et d’établir un lien entre des marqueurs sanguins et le comportement exploratoire.

Bénéfices attendus

Ce projet s’inscrit dans le cadre d’études cherchant à améliorer le bien-être des volailles élevées dans des systèmes de production biologique et de plein air. Bien que ces systèmes permettent un degré élevé d'expression du comportement naturel des animaux (recherche de nourriture, bain de poussière, activité exploratoire), les éleveurs sont souvent confrontés à une grande variabilité de l’utilisation du parcours extérieur par les poulets. Notre projet vise à évaluer les possibilités d’amélioration génétique de la capacité des animaux à explorer les parcours et à comprendre les liens avec la physiologie des animaux grâce à des paramètres sanguins. Ainsi, le bénéfice à court terme sera d'approfondir les connaissances sur le lien entre la génétique, la physiologie et le comportement exploratoire et le bénéfice à long terme sera de pouvoir sélectionner des poulets plus ou moins explorateurs selon le contexte et la demande.

Procédures

Les 600 poulets du projet seront identifiés par une puce qui permet de suivre les déplacements des poulets. La fixation de la puce se fera sur animal vigile et durera moins de 10 secondes par poulet. Les 600 poulets identifiés auront également 2 prélèvements sanguins chacun, l’un à 5 semaines d’âge et l’autre à 12 semaines d’âge. Chaque prélèvement se fera sur animal vigile et durera moins de 15 secondes. Tous les poulets seront pesés individuellement à 4 reprises afin de connaitre leur croissance. La durée moyenne d’une pesée est de 10 secondes par animal.

Impact sur les animaux

Les effets négatifs sur les poulets sont 1/ la douleur légère et transitoire (inférieure à 15 secondes) générée par la pénétration de l’aiguille lors des prélèvements sanguins et celle que peut générer la fixation de la puce permettant de géolocaliser les animaux sur le parcours et 2/ le stress léger et transitoire lié à la contention lors des prélèvements sanguins, de la pose de la puce et des pesées.

Devenir

En fin de procédure, tous les animaux retourneront dans le système d'élevage classique d'un poulet de chair élevé en plein air selon le cahier des charges de l'agriculture biologique.

Remplacement

Il n’existe à ce jour, aucune méthode in vitro ou in silico pour étudier les réponses des poulets face aux stimuli auxquels ils sont exposés. Ainsi, le recours aux animaux vivants dans les études de génétique du comportement animal reste nécessaire, afin d’évaluer la complexité des réponses des individus face aux contraintes environnementales et aux interactions sociales auxquelles ils sont soumis. Il est également important de se placer en condition d’élevage pour pouvoir suivre le comportement naturel d’exploration des animaux sur le parcours extérieur.

Réduction

Afin d’étudier les variations dues à la génétique du comportement exploratoire, nous étudions 2 lots de 300 animaux chacun (150 mâles et 150 femelles par lot). L’objectif du projet étant de pouvoir évaluer, au niveau génétique, le niveau d’héritabilité de différents indicateurs du comportement exploratoire et leurs corrélations avec les paramètres sanguins, il est nécessaire de considérer une large cohorte d’animaux (plusieurs centaines) pour rendre compte de la variabilité génétique existant au sein de la population et obtenir des estimations suffisamment précises des paramètres génétiques. Le nombre d’animaux concernés par les procédures est dans la limite basse des effectifs requis pour ce type d’analyse génétique, comme l’indiquent des travaux antérieurs sur les volailles.

Raffinement

Les animaux sont élevés en groupe, selon la règlementation d’un élevage avicole biologique classique avec accès à un parcours plein air, favorisant l'expression des comportements naturels des poulets. Ils seront hébergés dans des conditions optimales d’alimentation et de soins. Les animaux auront à disposition dans les bâtiments des perchoirs, balançoires, ficelles et pierres à piquer en tant qu’enrichissement du milieu. Les prélèvements sanguins et la pose des puces seront réalisés sans gestes brusques par des personnes expérimentées. La prise de sang s’effectuera à l’aide d’une garde afin de sécuriser le prélèvement. La taille de la garde sera fonction de l’âge de l’animal. Enfin, des points limites spécifiques à la prise de sang et à la pose de la puce sont déterminés et une évaluation du bien-être des poulets sera complétée quotidiennement par le personnel animalier pour permettre de détecter précocement toute altération de leur état de santé ou de leur comportement. Pour chaque paramètre d’atteinte au bien-être, des actions seront prises sans délai et dans le respect de la grille de décisions mise en place en amont du projet.

Choix des espèces

Ce projet étudie le comportement d’animaux élevés dans un élevage en plein air, dans le but d’évaluer le rôle de la génétique dans la variabilité d’utilisation du parcours et de déterminer le lien avec des marqueurs physiologiques mesurés au niveau sanguin. Il est ainsi nécessaire d’utiliser l’espèce animale (à savoir le poulet) chez laquelle ce mode d’élevage et la problématique de l’utilisation du parcours sont rencontrés. Les poussins arriveront dans notre élevage à 1 jour, ce qui correspond à l’âge classique de mise en place des animaux. Ils seront suivis jusqu'à 85 jours d'âge, qui correspond à l'âge d'abattage classique pour cette souche de poulets à croissance lente.

120 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Rendues stériles puis colonisées par le microbiote de cochons stressés ou non, elles subissent des administrations orales répétées, des prélèvements de fèces et un prélèvement de sang terminal, pour repérer des bactéries probiotiques. Le porteur relie l'objectif au bien-être des animaux non-humains en élevage porcin, tout en précisant que des animaux moins stressés sont aussi plus performants économiquement. Les retombées annoncées pour la santé humaine sont renvoyées à un horizon lointain.

Objectifs

L'intestin héberge une communauté microbienne résidente (microbiote intestinal), abondante et complexe, qui assure des fonctions essentielles pour la santé de l'hôte. Il participe notamment à la dégradation des aliments, à la synthèse de vitamines et à la protection contre des microorganismes pathogènes. Chez l'espèce porcine, le microbiote intestinal joue un rôle dans la détermination des paramètres d'intérêt économique pour le secteur, tels que le poids corporel et le comportement. Notre projet de recherche concerne l’étude des mécanismes d’action par lesquels le microbiote ou ses composants agissent sur le bien-être de l’hôte. Nous analyserons l’impact de microbiotes de cochons stressés ou non stressés transférés à des souris dépourvues de microbiote, sur des paramètres liés au stress, ainsi que le bénéfice d’une supplémentation en bactéries sur ces mêmes paramètres. Notre objectif est de pouvoir identifier des leviers d’action pour améliorer le bien-être animal dans les élevages porcins. Par ricochet, des animaux moins stressés sont globalement en meilleure santé et plus performants économiquement. Au final, ces éléments sont susceptibles d’avoir également des répercussions en santé humaine. Ici, la stratégie consiste à utiliser des souris porteuses de microbiotes de cochon stressés ou non stressés puis à étudier différents paramètres de l’hôte pour identifier des « cibles » du microbiote intestinal. Dans notre projet, nous étudierons plus particulièrement des mélanges de microbiotes de porcs placés en condition classique d’élevage, considérée ici comme stressante, ou bien en condition non-stressante ; ceci afin d’améliorer le bien-être animal dans les élevages. Nous implanterons les microbiotes issus de ces animaux dans des souris axéniques afin de constater l’impact de ces microbiotes sur différents paramètres physiologiques liés au stress. La souris servira donc de modèle pour établir un lien de causalité entre le microbiote et le stress chez le porc. Finalement, certaines bactéries, déjà identifiées comme marqueurs de bien-être chez le cochon et identifiées comme probiotiques potentielles, seront analysées dans notre étude. Pour cela, elles seront administrées au moment de la colonisation avec le microbiote stressé. Nous travaillerons sur des souris élevées dans des enceintes stériles (isolateurs). L'élevage en isolateur permet d'obtenir des animaux dépourvus de bactéries ou colonisés par une ou plusieurs bactéries.

Bénéfices attendus

Le bénéfice essentiel de ce projet est la génération de nouvelles connaissances concernant le lien entre le microbiote et la santé de l’hôte. Il permettra aussi l’identification de bactéries probiotiques ayant un effet bénéfique sur la santé. Notre objectif est de pouvoir améliorer le bien-être animal dans les élevages porcins. Par ricochet, des animaux moins stressés sont globalement en meilleure santé et plus performants économiquement. Au final, de manière plus lointaine, ces éléments sont susceptibles d’avoir également des bénéfices en santé humaine.

Procédures

Administrations par voie orale (moins de 5 minutes par administration, sur animal vigile) : 6 fois sur 3 jours pour tous les animaux. Prélèvements de fèces 2 fois par semaine (environ 5 minutes par prélèvement, sur animal vigile), entre 6 et 10 fois en tout. Prise de poids 3 fois par semaine (environ 3 minutes par animal, sur animal vigile), entre 9 et 15 fois en tout. Prélèvement de sang en fin d’essai (moins de 2 minutes), sur animal vigile: 1 seule fois pour tous les animaux.

Impact sur les animaux

Il y aura besoin de contention pour effectuer les gavages qui peuvent générer un bref inconfort et un peu de stress transitoire pour les animaux. Par ailleurs, en fin d´essai, nous réaliserons un prélèvement de sang. Enfin, nous aurons également besoin d’isoler les animaux dans des pots en plastique transparents afin de collecter des fèces individuellement. Cet isolement dure quelques minutes.

Devenir

La survie des animaux est incompatible avec les différents prélèvements effectués en fin d’essai.

Remplacement

Pour l’étude des effets d’un microbiote sur un organisme, les cultures cellulaires ne permettent pas de reconstituer les communications complexes entre les différents organes de l’hôte. Le recours à des animaux axéniques (dépourvus de microbiote) est nécessaire.

Réduction

Les données de la littérature sur le sujet ont permis de définir des tailles de lots de 10 souris pour chaque condition afin d’obtenir des résultats significatifs à l’aide de tests statistiques appropriés.

Raffinement

Tout au long des procédures expérimentales, les animaux sont observés quotidiennement. Par ailleurs, ils sont hébergés à plusieurs (4 ou 5) afin de ne pas exposer ces animaux sociaux à un stress lié à l’isolement. Les quelques fois où les animaux sont séparés ne représentent qu’un temps très court (5 minutes environ, pour chaque gavage et/ou récupération de fécès) et ne sont pas considérées comme dommageables. Nous incluons des enrichissements dans les cages : cellulose à déchiqueter et permettant la création de nids, bâtons à ronger. Le matériel que nous utilisons est adapté à nos animaux. Les sondes de gavages sont en plastique souple et fin à bords arrondis et de taille adaptée pour empêcher les blessures et réduire l’inconfort. Des points limites sont définis afin de réduire au maximum la douleur ressentie par les animaux. Enfin, toutes les personnes manipulant les animaux sont formées et compétentes pour ce type d’expérimentation.

Choix des espèces

La souris est une espèce de référence et un modèle d’étude très largement utilisé dans le cadre de l’étude de pathologies. Le besoin de travailler en environnement complètement stérile, compatible avec la taille des animaux, constitue de plus un facteur imposant cette espèce animale. Des élevages de souris axéniques sont existants et accessibles, et les outils de biochimie et biologie moléculaire sont particulièrement bien développés pour l’espèce (contrairement au porc par exemple). De plus, même si des porcs sans microbiote sont disponibles, ils sont obtenus par césarienne et non élevés avec la mère, ce qui génère un stress susceptible de biaiser les résultats d’un projet comme le nôtre qui s’intéresse justement au stress et bien-être des animaux. Les animaux sont utilisés à un âge de 4 à 10 semaines, qui correspond à un âge auquel le système digestif est mature alors que les animaux sont toujours en croissance. Cet âge constitue donc un temps logique par rapport à la physiologie de l’animal.

564 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures classées en souffrance légère. Elles subissent jusqu'à quatre mises à jeun de seize heures, des tests olfactifs et un régime hyperlipidique, puis une mise à mort par exsanguination sous anesthésie pour prélever les tissus. Le porteur étudie comment l'odeur de nourriture module des neurones de l'appétit et situe d'éventuelles voies thérapeutiques contre l'obésité dans le futur. Il affirme que la souris est le seul modèle permettant les modifications transgéniques et l'étude de ce comportement alimentaire.

Objectifs

Dans ce projet nous nous intéressons à la régulation de la prise alimentaire. Cette régulation implique notamment un réseau de neurones situé dans le noyau arqué de l’hypothalamus. Les expériences menées dans ce projet porteront sur une population de neurones, les neurones POMC ayant pour action supposée de limiter la prise alimentaire. Ces neurones s’activent au cours des repas et diminuent leur activité lorsque les réserves énergétiques baissent. De précédentes études réalisées sur des souris ont révélé la capacité de ces neurones à répondre non seulement lorsque le cerveau détecte la présence de nutriments mais également à des signaux sensoriels issus notamment de la nourriture. Ainsi les neurones POMC peuvent être modulés par l’odeur de nourriture avant même qu’un aliment ne soit ingéré. Le présent projet propose de caractériser les mécanismes à l’origine de cette modulation des neurones POMC par les odeurs de nourriture chez la souris. Différentes odeurs présentes dans des nourritures palatables seront utilisées pour tester leur attractivité sur les souris, leur capacité à modifier la prise alimentaire ainsi que leur effet sur la physiologie des neurones POMC.

Bénéfices attendus

Les expériences proposées permettront une meilleure compréhension des mécanismes neurobiologiques de la régulation de la prise alimentaire. Dans le contexte de l’augmentation forte du nombre de personnes en surpoids ou obèses dans le monde, ces résultats pourraient ouvrir de nouvelles voies thérapeutiques pour le contrôle de la prise alimentaire s’appuyant sur l’utilisation d’odeurs modulatrices des circuits neuronaux régulant la prise alimentaire.

Procédures

La procédure 1 implique au maximum 4 mises à jeun de 16h sur chaque animal espacées de 48h au moins. Les test olfactifs durent moins de 20 min par souris. Dans la procédure 2, les animaux seront exsanguinés par perfusion intracardiaque avec une solution saline au cours de leur euthanasie. Dans la procédure 3, les animaux seront maintenus en cages individuelles pendant une semaine et consommeront quelques croquettes de régime hyperlipidique.

Impact sur les animaux

Les odeurs utilisées proviennent d’aliments ou d’arômes alimentaires et seront utilisées à des doses faibles (les doses nécessaires à leur détection par les souris) et sur des durées inférieures à 2h. Cette exposition est donc inoffensive pour les animaux. Le régime hypercalorique entrainera une prise de poids qui sera mesurée une fois par semaine. Durant les 8 semaines d’administration du régime hypercalorique, la prise de poids sera limitée et ne causera pas de souffrance à l’animal. Les exsanguinations seront réalisées sur animal en cours d’euthanasie à la suite de l’administration d’un antalgique (Carprofène) 30min avant.

Devenir

Mise à mort des animaux sous anesthésie générale pour récupérer les tissus vivants en vue de l'étude de leur fonctionnement.

Remplacement

L’objectif général du projet vise à comprendre chez l’animal l’effet d’odeurs sur le contrôle de la prise alimentaire. Dans ce contexte de recherche, le recours à des modèles animaux pertinents et adaptés à l’étude du comportement de recherche de nourriture et de prise alimentaire reste donc une nécessité expérimentale afin d’appréhender la réalité physiologique de nos résultats. Une recherche d’alternatives et d’autres méthodes dans des bases de données démontre par ailleurs que les solutions de rechange appropriées à ces procédures ne sont pas disponibles ou applicables.

Réduction

Plusieurs éléments permettent de répondre au principe de réduction tout en évitant de compromettre l’obtention de résultats interprétables : i) les tests non paramétriques envisagés, ii) la variabilité couramment observée permettant d’avoir au maximum n=15, iii) l’utilisation des animaux en mode longitudinal.

Raffinement

En accord avec la structure chargée du bien-être animal au sein du laboratoire, nous avons défini les meilleures conditions d'hébergement possibles ainsi que les points limites précoces. Dans ce projet, nous avons 5 à 10 souris par cage, présence de différents enrichissements (batonnet de bois, dôme en carton et Sizzle nest), surveillance quotidienne et soins apportés rapidement si nécessaire. Nous appliquons les méthodes recommandées pour l’analgésie (Carprofène 5 mg/kg sc) et l’euthanasie (Exagon 300 mg/kg ip). Le nombre d'animaux utilisé est calculé afin d'avoir des tests statistiques robustes n'obligeant pas à répéter l'expérience.

Choix des espèces

Le projet proposé porte sur l’étude d’une population particulière de neurones hypothalamiques ayant un rôle clé dans le contrôle de la prise alimentaire. Les expérimentations seront réalisées sur des souris transgéniques nous permettant de cibler cette population neuronale afin d’en comprendre le fonctionnement. La souris est le seul modèle animal permettant les modifications transgéniques nécessaires à la transformation ou à la visualisation de la population neuronale étudiée dans ce projet. D’autre part, la souris est un animal à l’odorat très développé qui utilise les odeurs dans son comportement alimentaire. Enfin, sa physiologie générale est suffisamment proche de celle de l’être humain pour que les informations obtenues servent les explorations thérapeutiques chez l’humain. Les procédures expérimentales débuteront à l’âge de 8 semaines. Ce projet sera réalisé sur des souris adultes sexuellement matures. Le système olfactif de l’animal se développe au cours de sa croissance et atteint un équilibre lorsque l’animal a terminé sa croissance.

100 vaches de race Holstein vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis réutilisées. Chaque animal fait l'objet d'une seule prise de sang à la veine caudale, complétée par un questionnaire sur l'élevage. Le porteur cherche à relier l'épigénome des bovins à leurs "performances" de production et à définir de nouveaux indicateurs de sélection. Il présente cette démarche comme utile au "bien-être" des vaches et à un "élevage durable", alors que l'objectif décrit reste l'expression de leur potentiel de production.

Objectifs

Depuis plusieurs décennies, la sélection génétique des animaux de rente a permis de net progrès dans les capacités de production, d’efficacité alimentaire et de santé. Néanmoins, dans un certain nombre de cas, le potentiel génétique de l’animal semble sous-exprimé sous l’influence de facteurs environnementaux. L'épigénétique est actuellement reconnue comme l'un des domaines les plus prometteurs des sciences biologiques, basé sur l’étude des mécanismes moléculaires directement impliqués dans le contrôle du fonctionnement du génome, en réponse à l’environnement. Ce projet doit contribuer à améliorer la compréhension des processus épigénétiques mis en œuvre et à intégrer ses nouvelles données aux connaissances génétiques afin de fournir une prédiction précise du phénotype chez les bovins. Les relations entre épigénome des bovins et leurs performances seront évaluées, sous différents environnements (différents types d’alimentation, d’hébergements ou encore effet du stress thermique). Le projet met en place un nouvel outil, dit « puce d’épigénotypage », à partir d'une simple prise de sang. Elles seront réaliser sur 100 vaches de race Holstein pour lesquelles des données de santé, de production, de conduite et d’environnement seront collectées. Cette démarche nous permetra de déterminer dans quelle mesure les biomarqueurs épigénétiques peuvent expliquer une partie de la variance phénotypique observée. Des modèles statistiques seront développés pour combiner les informations génomiques et épigénomiques afin d'améliorer les modèles de prédiction génomique. Ce projet établira les relations entre variations phénotypiques observables, la génétique, l’épigénome et l’environnement. La démarche mise en œuvre va contribuer à mieux définir les caratéristiques de chaque individu et offrira de nouveaux modèles d’évaluation plus fiables. Il consistera dans l’identification de nouveaux indicateurs de gestion intégrant des données épigénétiques. Il sera utilisé pour rechercher des animaux capables de s'adapter aux changements environnementaux de par leur plus grande plasticité épigénétique et génomique. Ces connaissances aideront à définir de nouvelles stratégies de sélection visant des animaux plus robustes, aptes à exprimer leur potentiel dans des conditions variables tout en maintenant leur santé et bien-être pour un élevage durable.

Bénéfices attendus

En concertation avec le responsable de l'établissement, l’ensemble des vaches des différents troupeaux seront incluses dans le protocole de prélèvements. Le prélèvement consiste en une simple prise de sang à la veine caudale lors d’une contension au cornais ou dans un couloir de contention. Toutes les vaches, exceptées celles porteuses d’une pathologie avérée et suivant un traitement médicamenteux, seront incluses, quelques soient leur âge, leur parité ou stade physiologique. Au moment du prélèvement, un maximum de données relatives à l’élevage et à l’animal seront collectées à partir d’un questionnaire : système d’élevage, conduite du troupeau, alimentation et historique de vie de l'animal, ainsi que des relevés climatiques (températures et hydrométrie).

Procédures

Une seule prise de sang par voie caudale, faite de manière rapide (moins d'une minute par animal) par du personnel formé.

Impact sur les animaux

Il peut rarement se produire un léger hématome au niveau du site du prélevement qui disparait naturellement au bout de quelques jours.

Devenir

La prise de sang n’aura aucun effet indésirable et sera sans effet secondaire sur les vaches ; par conséquent, nous considérons qu’aucun changement n’interviendra dans la conduite des vaches.

Remplacement

Ce projet est conduit sur l’espèce bovine pour l’espèce bovine. Il ne peut donc y avoir de remplacement. Il s’agit d’une démarche de biologie intégrative pouvant prendre en compte tous les processus biologiques et ne pouvant être conduite qu’au niveau de l’animal entier. Le choix de la race Holstein tient à sa prépondérance dans la production de lait française : nous étendrons l’étude à d’autres races laitières et allaintantes dès obtention des financements.

Réduction

Le nombre de vaches à inclure dans l’analyse est de 100. Notre démarche s’apparente aux analyses épidémiologiques menées chez l’homme, le nombre important d’individus à inclure dans le protocole permet d’appréhender la grande variabilité phénotypique.

Raffinement

La procédure de prise de sang par la veine caudale est une procédure classique en élevage pour un suivi sanitaire des animaux de ferme, pour lesquels les animaux sont habitués (prophylaxie). Les animaux sont déjà très largement habitués aux systèmes de contention qui seront mis en place (cornadis ou couloir de contention). Les prises de sang seront réalisées par du personnel qualifié et aguerri à ce geste simple.

Choix des espèces

Ce projet s’interesse à l’espèce bovine et toute la démarche expérimentale proposée doit aboutir à la création d’un nouvel index de management permettant une intégration de l’historique de vie de l’animal. Cet index doit être un indicateur du bien etre et de la santé des vaches. L’établissement de cet index sera associé à une série de recommandations dont l’objectif final est l’expression du potentiel génétique de l’animal dans le respect de ses besoins. Une simple prise de sang reste un geste très peu invasif et peu douloureux, n’occasionnant qu’une gêne transitoire. Il n'existe pas de contre indication à utiliser différents stades de développement. C'est pourquoi toutes les vaches du troupeau seront incluses dans le protocole car il s'agit de caractériser leur épigénome, quelques soient leur âge ou stades physiologiques (en lactation ou tarie).

40 porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures classées en souffrance légère. Ils subissent une IRM et deux examens d'imagerie TEP de trois heures chacun sous anesthésie générale, avec prélèvements sanguins, le second examen s'achevant par la mise à mort car la chirurgie posée empêche le réveil. Le porteur développe de nouveaux radiotraceurs pour l'imagerie du cerveau et situe l'application chez l'humain dans quelques années. Il justifie le choix du porc par la taille de son cerveau et son organisation neurochimique proches de celles de l'humain, et par un "coût raisonnable".

Objectifs

Les objectifs du projet sont la recherche et le développement de nouveaux radiotraceurs pour la TEP (tomographie par émission de positons) dans le cadre des pathologies psychiatriques (troubles de l’humeur incluant la dépression unipolaire) et neurologiques (Alzheimer et troubles neurodégénératifs associés) ainsi que les troubles de la prise alimentaire. La TEP est une technologie d’imagerie permettant d'explorer les systèmes de neurotransmission et les modifications physiopathologiques du cerveau : elle permet de visualiser et de quantifier des récepteurs ou des transporteurs participant au fonctionnement normal du cerveau, ou bien des protéines s’accumulant de manière anormale. L’objectif de ces développements et validations pré-cliniques de radiotraceurs est de pouvoir proposer, dans quelques années, des radiopharmaceutiques TEP utilisables chez l’Homme et dont l’imagerie sera un apport pour le diagnostic, la compréhension physiopathologique et l’évaluation thérapeutique.

Bénéfices attendus

La mise au point d'un radiotraceur spécifique et sélectif des récepteurs à la sérotonine permettrait une meilleure compréhension de leur implication dans certaines pathologies neurologiques telles que la maladie d’Alzheimer ou la prise alimentaire. Pouvoir proposer, dans quelques années, des radiopharmaceutiques utilisables en Tomographie par Émission de Positons (TEP) chez l’Homme et dont l’imagerie sera un apport pour le diagnostic, la compréhension physiopathologique et l’évaluation thérapeutique.

Procédures

Les animaux seront soumis à un examen d’imagerie IRM (imagerie par résonance magnétique) et deux examens d’imagerie TEP (tomographie par émission de positons). Ces examens appelés TEST et RE-TEST auront chacun une durée de trois heures durant lesquelles les animaux seront sous anesthésie générale et analgésie morphinique, des prélèvements sanguins seront réalisés lors du second examen.

Impact sur les animaux

La procédure expérimentale est décomposée en 3 examens d’imagerie une IRM (imagerie par résonance magnétique) et deux TEP. Lors du premier examen avec réveil de l’animal ; le porc sera en anesthésie générale, intubé et un aura un cathéter sur une veine de l’oreille. Les nuisances sont le stress lors de la prémédication et l’injection intra-musculaire d’un mélange de médicaments d’anesthésies sans contention de l’animal. La nuisance provient de la piqûre, ainsi que la douleur générée par l’injection du mélange. La procédure est suivie de la mise en place d’un cathéter dans une veine périphérique du pavillon de l’oreille après administration de la prémédication sédative. A partir de cette étape, l’animal est maintenu sous anesthésie générale profonde. Lors du deuxième examen sans réveil de l’animal, la prémédication est la même, l’animal est maintenu sous anesthésie générale profonde, et ceci jusqu’à sa mise à mort. Un défaut d’anesthésie général pourrait être source de nuisances et avoir comme effets indésirables : la persistance du réflexe oculopalpébral, myoclonies, mouvements respiratoires spontanés, lutte contre le respirateur, étirement ou agitation des membres, hypertension.

Devenir

A l'issu du second examen d'imagerie, l'animal sera euthanasié, en effet, la chirurgie mise en place (trachéotomie, cathéters veineux et artériels) ne permettent pas son réveil.

Remplacement

Un modèle animal est nécessaire car nous souhaitons étudier le devenir des traceurs dans les tissus. Nous avons donc besoin des organes entiers dans leur environnement ainsi que d’une circulation sanguine efficace pour assurer la biodistribution du traceur dans l’organisme.

Réduction

Le nombre prévu d’animaux est maximum. Il n’existe pas de test de puissance disponible pour déterminer le nombre optimal d’animaux, car il s’agit de nouveaux radiotraceurs dont les caractéristiques ne sont pas encore connues. Par contre, l’étude réalisée pourra servir de base pour les tests de puissance de projets futurs utilisant ce même radiotraceur. Les données seront analysées au fur et à mesure et dès que les paramètres attendus seront obtenus, le protocole s’arrêtera. De la même manière, si les paramètres attendus sont jugés non atteignables (pas de pénétration intracérébrale du traceur par exemple), la procédure s’arrêtera. Les modalités d’imagerie in vivo ont l’avantage de permettre un suivi longitudinal des animaux, diminuant ainsi leur nombre, chaque animal qui entrera en campagne d’expérimentation aura 3 examens d’imagerie (une IRM et deux TEP).

Raffinement

Pour la prémédication, l’implantation du trocart se fait au niveau du jarret sans contention physique, en utilisant un prolongateur préconnecté au trocart. Lors des examens d’imagerie, l’animal sera sous anesthésie générale avec une analgésie adaptée à ce type procédure, permettant à l'animal de ne ressentir aucune douleur. Nous appliquerons des points limites stricts et spécifiques de la procédure. Enfin, il sera possible aussi de collecter certains tissus en post mortem (flancs, oreilles, vessie…) pour permettre à d’autres laboratoires de réaliser des tests. Du sang pourra également être prélevé. Le cerveau sera prélevé pour alimenter une collection de données en cas de validation d’un radiotraceur candidat.

Choix des espèces

Le porc est le modèle non primate le plus proche de l'Homme, à la fois anatomiquement et physiologiquement. En effet, la taille de son cerveau est compatible avec la résolution de la caméra TEP sur laquelle seront réalisés les examens d'imagerie et son organisation neurochimique est proche de celle de lHhomme, ce qui favorise l’aspect translationnel du projet. Son volume sanguin total permet des prélèvements répétés pendant l’acquisition TEP, afin de modéliser les caractéristiques cinétiques des radiotraceurs testés. Il présente de plus un coût raisonnable par rapport aux bénéfices escomptés. Nous utiliserons des porcs jeunes adultes, d'environ 11 à 12 semaines, ayant un poids d’environ 35 kg. La taille et le poids des animaux sont compatibles avec une manutention aisée lors des expériences et sont adaptés au champ de vue de la caméra TEP.

Exposées deux heures par jour à des champs électromagnétiques de type 5G ou 4G, pendant six jours ou un mois, 144 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis toutes tuées par une prise de sang dans le cœur sous anesthésie générale. Une partie d'entre elles sont des souris KO, privées du récepteur au froid TRPM8, pour tester son rôle dans les hausses de température corporelle que l'équipe dit avoir observées chez des rongeurs exposés, et elles sont isolées pour mesurer leur prise alimentaire. Le porteur rapporte, pour des expositions antérieures à 900 MHz, "aucun effet indésirable notable" sur le comportement, le poids ou la prise alimentaire, et envisage un stress lié à l'exposition, aux manipulations et à l'isolement. Le premier débouché annoncé est un second projet, qui associerait un régime hypercalorique à l'exposition, et les essais cliniques évoqués restent au conditionnel.

Objectifs

Depuis novembre 2020, des champs électromagnétiques (CEM) de type 5G sont émis. En France, 3 bandes sont utilisées, dont deux le sont déjà pour la 4G. En 2020, 54 000 sites d’émission étaient installés en France, soit 30 000 de plus qu’il y a 5 ans. L’extension de l’exposition à ces rayonnements pose la question des effets sanitaires, notamment chez les personnes qui se disent atteintes d’hypersensibilité électromagnétiques caractérisée par divers symptômes. Nous avons montré que des rongeurs exposés aux CEM développaient progressivement des épisodes d’augmentation de température corporelle similaires à ceux observés lors d’une activation de la thermogenèse via l’activation de récepteurs au froid. La détection du froid par les voies afférentes permet l’activation des récepteurs adrénergiques du tissu adipeux brun par la noradrénaline. De plus, la thermogenèse induit une lipolyse et est accompagné par une libération d’acides gras libres dans la circulation sanguine. Nous avons montré que l’augmentation de température corporelle de souris exposés aux CEM était accompagnée d’une augmentation des niveaux de noradrénaline et d’acides gras libres dans le sang. Au-delà d'une exposition de 6 jours aux CEM, l'activité de thermogenèse semble rester stable à un niveau élevé ce qui devrait déclencher des adaptations métaboliques. Pour preuve, nous avons reporté l'induction d'une protéine dans les adipocytes blancs qui activerait le phénomène de brunissement des adipocytes blancs. Dans l'ensemble, nos résultats soutiennent l'hypothèse selon laquelle les CEM déclenchent des changements métaboliques favorisant l'augmentation de l'activité thermogénique basale. Ce projet évaluera les effets des CEM de type 5G et 4G en s’appuyant sur les résultats observés précédemment après 6 jours d’exposition chez des souris mâles et femelles. Puis, nous évaluerons si une exposition de 6 jours ou d’un mois aux CEM peut induire des changements métaboliques dans le modèle murin. L’utilisation de souris KO pour un récepteur au froid permettra d’évaluer l’implication de ce récepteur dans ces changements. Les effets seront évalués chez des animaux mâles et femelles en utilisant la fréquence pour laquelle nous observerons le plus d’effet dans la précédente procédure. Au maximum, 144 souris seront étudiées réparties dans 24 groupes d’animaux.

Bénéfices attendus

Si nous trouvons que l'exposition aux CEM 5G induit effectivement des changements métaboliques similaires à ceux observés dans des pathologies comme le syndrome métabolique, un deuxième projet pourrait être mis en place afin de mesurer la synergie entre un régime hypercalorique associé ou non à une exposition aux CEM. Ce projet pourrait aider à estimer le rôle cofondateur de l'exposition aux CEM dans le développement d'un syndrome métabolique et de ses maladies cardiovasculaires associées comme l'hypertension et l'insuffisance cardiovasculaire. Le syndrome métabolique est une maladie courante, débilitante et en pleine expansion et devient un fardeau pour la santé publique dans les sociétés occidentales. A court terme, les résultats de ce projet, en collaboration avec des cliniciens, pourraient permettre de réaliser un essai clinique exploratoire dans le but de vérifier la signature moléculaire des CEM chez des patients atteints de syndromes métaboliques ou de diabète. Alternativement, un essai clinique pourrait être conçu afin de suivre l'activité métabolique des patients soumis à l'exposition quotidienne normale aux CEM par rapport à un groupe protégé de toute exposition. La signature moléculaire de l'exposition aux CEM pourrait être testée dans des échantillons de sang.

Procédures

Les animaux seront exposés à un champ électromagnétique 2h par jour (2 sessions d'une heure) pendant 6 jours ou 1 mois selon les groupes d'animaux. Les différentes mesures effectuées seront réalisées en utilisant des techniques non invasives (comportement alimentaire en pesant l'alimentation et température cutanée en utilisant une caméra infrarouge). Un seul prélèvement sanguin sera réalisé à la fin de la procédure sous anesthésie générale et après application d'un anesthésique local avant la mise à mort. Il faut moins d'une minute pour prélever le sang nécessaire avant l'arrêt cardiaque. Une fois l'animal déclaré mort, différents organes d'intérêt seront prélevés.

Impact sur les animaux

Dans le passé, nous avons exposé des rats et des souris à 900 MHz entre 1 et 5 semaines à la même intensité que ce projet afin d’étudier les effets sur différentes fonctions physiologiques. Durant l’exposition, aucun effet indésirable notable n’avait été observé (comportement, poids corporel, prise alimentaire). Toutefois, les animaux peuvent avoir du stress liés à l'exposition elle-même, aux manipulations par l'expérimentateur et à l'isolement pour mesurer individuellement la prise alimentaire.

Devenir

A l'issue des procédures 1 et 2, les animaux seront anesthésiés afin de réaliser un prélèvement sanguin intracardiaque qui induira la mort.

Remplacement

Les fonctions étudiées dans ce projet sont la thermorégulation et l'activation métabolique. Il existe des mannequins qui permettent d’étudier les échanges thermiques entre le corps et l’environnement mais il n’existe pas de modèle permettant d’étudier les modifications de la régulation thermique ainsi que l'adaptation métabolique en lien avec ces modifications. Les modèles in vitro ou in silico permettant de modéliser les modifications métaboliques mais ils ne peuvent reproduirent les adaptations métaboliques suite à une possible activation de la thermogenèse. De plus, pour étudier l'implication du récepteur au froid dans ces modifications, le modèle murin KO est le plus adapté pour comprendre les mécanismes impliqués et il permettra d'observer les adaptations sur l'organisme en entier. Actuellement, les modèles in vivo et in silico ne permettent pas d'intégrer toutes ces adaptations.

Réduction

Le nombre d’animaux par groupe par expérimentation a été déterminé pour obtenir d’éventuels effets avec des différences statistiques suffisamment robustes. Ainsi, nous utiliserons 6 animaux par groupe car lors d’une précédente étude, 4 animaux par groupe permettaient d’observer seulement une tendance à une diminution de la température de la queue sans atteindre le seuil de significativité alors qu’avec 6 animaux nous nous assurerons d’observer une éventuelle diminution significative de la température de la queue. Pour les analyses lipidomiques et transcriptomiques, 6 animaux par groupe sont suffisants pour obtenir des effets robustes statistiquement. Les données seront analysés statistiquement avec des logiciels adaptés.

Raffinement

Pour assurer le raffinement des animaux dans ce projet, ils seront quotidiennement observés selon des critères bien précis qui permettront de déterminer un score. Selon la valeur du score, une action sera réalisée pour soulager au maximum l’animal dans le cas où ce score est supérieur à 3. Si le score est inférieur à 3, cela signifiera que l'animal ne présente pas de souffrance et/ou douleur. Pour diminuer le stress lié à l’hébergement individuel, différents enrichissements (cylindres en carton et lanières de papier kraft) seront présents dans chaque cage. Un fond sonore sera également présent afin de couvrir d’éventuels bruits extérieurs, brefs et bruyants, sources de stress pour les animaux. Les paramètres physiologiques étudiés in vivo seront mesurés sans contrainte pour l’animal : la température cutanée de la queue sera mesurée avec une caméra infrarouge et la prise alimentaire par une balance reliée à la mangeoire.

Choix des espèces

Le modèle d’étude sera la souris pour les raisons suivantes : - il est un bon indicateur des effets éventuellement observés chez l’Homme de par la similitude des réponses physiologiques et comportementales mises en jeu lors de l’exposition à une contrainte. - il s’agit d’un modèle de référence pour l’étude des modifications transcriptomiques. - la souris est le modèle de prédilection pour obtenir des individus KO, ici pour le récepteur au froid TRPM8. Les animaux seront étudiés à l’âge adulte car la taille de la queue des jeunes ne permettra pas de mesurer la température cutanée avec la caméra thermique.