Primates

Une chirurgie de six heures pour implanter une chambre d'enregistrement dans le crâne, jusqu'à cinq séances d'IRM sous anesthésie, puis deux heures par jour en chaise cinq jours par semaine : 5 macaques rhésus vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L'entraînement et les enregistrements de neurones durent de 6 à 24 mois selon l'estimation du porteur, pour comprendre comment le cortex auditif code la voix. À la fin, le connecteur est retiré mais les électrodes restent sous la dure-mère, et les macaques peuvent être réutilisés dans d'autres projets, potentiellement 3 sur 5, ou replacés dans des groupes reproducteurs d'élevage, potentiellement 2. Le porteur mentionne un "contrôle hydrique" quotidien sans en préciser les modalités ni la quantité d'eau laissée aux macaques.

Objectifs

La voix humaine est l’un de nos signaux sociaux les plus puissants. En une fraction de seconde, nous reconnaissons qui parle, percevons son émotion et devinons son intention. Cette aptitude remarquable n’est pas propre à l’être humain : les macaques, les ouistitis et d’autres primates extraient eux aussi des informations sur l’identité et l’état affectif à partir des vocalisations, afin de s’orienter dans leurs environnements sociaux complexes. Les études de neuroimagerie ont mis en évidence des « patchs vocaux» (« voice patches ») chez l’humain—, et plus récemment chez le macaque et le ouistiti, suggérant l’existence d’une architecture neuronale conservée pour le décodage des voix, façonnée par des millions d’années d’évolution des primates. Cependant, nous ne disposons toujours pas d’un modèle au niveau neuronal expliquant comment les voix sont représentées dans le cerveau. L’IRM fonctionnelle permet de localiser les régions du cerveau sensibles à la voix, mais ces cartes ne permettent pas d’expliquer comment les populations de neurones encodent les voix. Ce projet vise à combler ce fossé en passant des cartes corticales aux neurones individuels chez le macaque. Le projet cartographiera les neurones sélectifs aux voix chez n=5 macaques à l’aide d’enregistrements des neurones à haute densité guidés par IRM fonctionnelle. Il modélisera comment les neurones respondent aux voix à partir de descripteurs acoustiques et de réseaux neuronaux profonds, afin de révéler les stratégies de représentation vocale chez le macaque.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra une compréhension unique de l’information vocale contenue dans l’activité de populations de neurones individuels du cortex auditif secondaire. Ceci contribuera à notre connaissance des mécanismes neuronaux de la communication, avec un impact potentiel sur le développement des nouvelles générations d’implants corticaux pour restaurer/augmenter l’audition.

Procédures

Chaque animal sera soumis aux interventions suivantes : - Déplacement au centre IRM pour acquisition d'images IRM, sous anesthésie pour une durée totale d'environ 3h ; - Chirurgie d'implantation de chambre d'enregistrement, sous anesthésie, pour une durée d'environ 6h ; - La prise quotidienne de l'animal en chaise pour entrainement et enregistrements électrophysiologiques, environ 2h, 5 jours par semaine, ainsi que le contrôle hydrique . Un maximum de 5 sessions d’imagerie par animal sera effectué pour la localisation des aires sensibles à la voix (limitées à 1 ou 2 en cas de résultats concluants). L’entrainement à la tâche et l’enregistrement pendant la tâche seront effectués 5j/semaine pendant la durée de l'expérience, qui n'est pas définissable a priori. Une estimation vraisemblable serait entre 6 et 24 mois (entrainement 3- 6 mois / enregistrement 3-18 mois) selon l'avancement de l'entraînement des animaux et la qualité des enregistrements. Dans le cas d'un protocole d'enregistrement plus long, une prolongation serait demandée à la SBEA.

Impact sur les animaux

Stress lié à la capture en cage de contention: Douleur liée à la piqûre pour les anesthésies; Risques liés à l'anesthésie pour l’IRMf et la chirurgie d’implantation; Irritation de la trachée liée à l’intubation pour l’anesthésie gazeuse; Douleur post-opératoire pour l'implantation; Possibles infections au niveau des implants.

Devenir

Tous les animaux sont gardés en vie à l'issue de la procédure. Une fois les enregistrements terminés, les animaux subissent une chirurgie de dé-implantation du connecteur (les électrodes subdurales sont laissées en place pour éviter une nouvelle craniotomie). Après cicatrisation et récupération, ils peuvent soit être réutilisés dans es projets pour lesquels la présence d’électrodes dans le lobe temporal n’est pas gênante (potentiellement 3/5), ou replacés dans des groupes reproducteurs dans des élevages (potentiellement n=2).

Remplacement

Le but du projet est de comprendre comment les neurones dans les aires sélectives à la voix du cortex auditif traitent l’information vocale. Les enregistrement de neurones isolés dans les aires de la voix sont inexistants chez l’humain, il est donc nécessaire d’avoir recours à des animaux pour cette recherche.

Réduction

Réduction du nombre d’animaux au minimum (n=5) pour obtenir des résultats chez au moins deux (voire trois singes) sur chacune des expériences prévues sur 5 ans, étant donné la complexité de la chirurgie qui implique un certain risque, et la possibilité que des matrices cessent de donner du signal exploitable après quelques mois. Si nous obtenons suffisamment de données neurophysiologiques pour une analyse statistique satisfaisante chez trois animaux, nous n'en utiliserons pas d’autres. Pour chaque animal, l’enregistrement avec plusieurs microélectrodes multi-contacts permettra de mesurer l’activité de populations neuronales dans plusieurs structures corticales et sous-corticales. La richesse des enregistrements multi-électrodes offre la possibilité de réaliser de très nombreux types d’analyses portant sur les potentiels d’actions de neurones isolés (modulation de fréquence de décharges ou de synchronisation entre neurones dans différentes périodes de la tâche ou dans différentes structures), sur les populations de neurones (distribution spatiale de l’activité, moyennes de populations), sur les potentiels de champs locaux (LFP) et sur la synchronisation entre LFP et potentiels d’actions. La répétition des séances d’enregistrement sur plusieurs mois a pour objectif d’augmenter le nombre de neurones différents enregistrés dans chaque structure. Cette augmentation permet d’augmenter la puissance statistique de nos analyses. La durée totale des enregistrements pour un animal est étroitement dépendante de la durée de vie des implants, qui cessent de donner un bon signal après une période pouvant aller de plusieurs mois à quelques années. LA REUTILISATION D'ANIMAUX PERMETTRA LA REDUCTION DU NOMBRE DE NOUVEAUX ANIMAUX UTILISES.

Raffinement

Les animaux sont hébergés en paires dans des cages et volière enrichis de perchoirs, de cordes et de jeux suspendus, pour favoriser les comportements exploratoires et aussi le retour à une activité normale en période post-chirurgicale. Après un délai minimal d'une semaine et selon l'état de récupération après l’implantation, l'animal sera sorti en chaise afin de reprendre une routine qui lui est familière. Les méthodes de renforcement positif (training et habituation) seront utilisées afin de réduire le stress des sujets. L'IRM anatomique et fonctionnelle seront réalisés sous anesthésie générale afin de s'assurer de l'inconscience de l'animal, réduisant de fait le stress de l'animal lors de la réalisation de la procédure. Lors d'interventions chirurgicales, en plus de l'anesthésie, un analgésique sera administré et prolongé en période post-opératoire. Des points limites précoces et adaptés seront appliqués.

Choix des espèces

Les raisons justifiant le choix des macaques comme espèce de comparaison sont les suivantes : - Ils sont relativement proches de nous sur le plan phylogénétique de sorte que les résultats nous renseigneront sur l'histoire de l'évolution relativement récente ; - Ils utilisent des vocalisations complexes et variées, bien caractérisées acoustiquement; - Il s'agit d’un modèle neuroscientifique largement étudié, en particulier pour les neurosciences auditives, de sorte que les résultats obtenus seront interprétables en relation avec une grande quantité de données complémentaires; - Enfin, ils peuvent être scannés en IRMf sur le même scanner que les humains, ce qui constitue un pont unique entre l'IRMf humaine et la littérature électrophysiologique sur les singes. Les animaux seront préférentiellement utilisés au stade de jeune adulte/adulte. A ce stade du développement, les animaux ne sont plus en croissance et leurs besoins physiologiques sont stabilisés. Cela permet un contrôle plus précis des protocoles expérimentaux, que ce soit en termes de volume des récompenses utilisées pour l'apprentissage par renforcement, de contrôle du régime alimentaire dans la cage ou de localisation des structures cérébrales cibles pour les implants chirurgicaux. Par ailleurs, les animaux étant encore jeunes, ils présentent une meilleure tolérance aux procédures expérimentales et une meilleure récupération suite aux procédures nécessitant une anesthésie. Des animaux plus jeunes mais ayant déjà atteints leur maturité sexuelle pourraient être utilisés pour les premières phases d'habituation (entrainement à la tâche auditive) et être ainsi jeunes adultes lors du commencement des parties ultérieures de la procédure (implantation, électrophysiologie).

78 des 174 macaques à longue queue de ce projet doivent être gardés en vie puis réutilisés dans d'autres études, les 96 autres tués pour analyser leurs tissus infectés. Dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 144 d'entre eux sont colonisés par des bactéries hospitalières, parfois multirésistantes, et tous subissent jusqu'à sept anesthésies générales et neuf prises de sang par semaine, des lavages rectaux, des traitements et l'implantation d'une puce de télémétrie, certains des biopsies rectales et des gavages d'antibiotiques. Après l'inoculation, chaque macaque est logé seul, face à un congénère à deux mètres. Sur le remplacement, le porteur affirme que l'usage de primates "reste nécessaire", malgré "les efforts pour privilégier ces alternatives", qu'il ne décrit pas.

Objectifs

L’étude des sepsis, c’est-à-dire des réactions anormales et excessives de l’organisme face à une infection, constitue un enjeu majeur de santé publique. Les sepsis engendrent une mortalité élevée, estimée à environ 11 millions de décès par an dans le monde, due à l’absence de traitements réellement efficaces. Les formes les plus sévères de sepsis sont le plus souvent liées à des bactéries retrouvées dans les intestins. Ces bactéries finissent par circuler dans les hôpitaux et représentent aujourd’hui une menace importante pour les systèmes de santé. De plus, la résistance aux antibiotiques développée par ces bactéries constitue un problème de plus en plus préoccupant à l’échelle mondiale. Cette augmentation de la résistance aux antibiotiques rend le traitement des infections graves beaucoup plus difficile et accroît le risque de développer des sepsis sévères. Dans ce contexte, le développement de stratégies visant à prévenir l’infection en réduisant ou en éliminant, au niveau de l’intestin, les bactéries susceptibles de provoquer des infections chez les patients à risque apparaît comme une approche prometteuse contre à la fois le sepsis et la multirésistance aux antibiotiques. L’étude envisagée vise à mettre en place un modèle de colonisation digestive chez des primates non humains par des bactéries pertinentes du contexte hospitalier, multirésistantes ou non, afin d’évaluer, tester et optimiser des stratégies innovantes permettant d’éliminer ces bactéries.

Bénéfices attendus

Le projet permettra le développement de modèles de colonisation intestinale par différentes bactéries d’intérêt pour tester de nouvelles stratégies de décolonisation intestinale pouvant être utilisées chez des patients à risque avant le développement d’infections sévères.

Procédures

- Les interventions prévues dans ce projet seront réalisées sous anesthésie générale et seront regroupées pour limiter leur nombre (1 à 7 fois par semaine, 174 animaux, 30-45 minutes). Prélèvements : - Prélèvements sanguins (1 à 9 fois par semaine, 174 animaux, 5 minutes - Récoltes de fluides rectaux/trachéaux ou nasaux (1 à 5 fois par semaine, 174 animaux 2 minutes). - Biopsies rectales, (2 fois maximum, 30 animaux, 30 minutes). - Lavages rectaux (1 à 2 fois par semaine, 126 animaux, 20 minutes). - Lavages broncho-alvéolaires (jusqu’à 2 fois si un problème respiratoire est observé, jusqu’à 144 animaux, 10 minutes). Interventions - Inoculation bactérienne (1 fois 144 animaux, 5 minutes). - Traitements avec des molécules thérapeutiques (ou placebo) (jusqu’à 6 fois, 174 animaux, 5 minutes). - Traitements avec des antibiotiques par gavage (4 fois 144 animaux, 5 minutes) - Imageries in vivo (jusqu’à 2 fois si un problème respiratoire est observé, jusqu’à 144 animaux, 45 minutes).

Impact sur les animaux

Les méthodes expérimentales ont été définies de manière à éviter toute souffrance lors des interventions (limitation des volumes sanguins prélevés, expositions et traitements réalisés sous anesthésie générale). Anesthésies, prélèvements de sang Perte d’appétit avec perte de poids mineure, anémie transitoire (légère à modérée), hématome au niveau du site du prélèvement, infection au site d’injection possible dans les jours qui suivent le prélèvement (rare, quelques jours). Traitements Réaction locale, démangeaisons et/ou douleur dans les heures/jours suivant le traitement. Perturbation de la flore intestinale, vomissement et/ou diarrhée transitoire. Colonisation L’étape de colonisation ne s’accompagne souvent d’aucun signe clinique particulier. Cependant, en cas de passage des bactéries dans le sang ou d’infections pulmonaires, des signes cliniques de l’infection bactérienne peuvent apparaitre : fièvre, perte d’appétit, difficultés respiratoires pendant quelques jours. Nuisances liées aux traitements antibiotiques L’altération de la flore intestinale peut causer des diarrhées et entérites (quelques jours) Implantation de puces de télémétrie Réaction locale au site d’incision : gonflement, suintement de la plaie (rare), démangeaisons, durée de 1 à 5 jours. Biopsies rectales : Des signes cliniques liés aux biopsies rectales : réaction inflammatoire au site de la biopsie, perte d’appétit, saignements, pendant quelques heures/jours Nuisances liées à l’hébergement individuel : Les animaux seront hébergés en groupe avant exposition et en hébergements individuels proches, permettant des interactions sociales pendant la phase d’expérimentation. Nuisances suite aux écouvillonnages : Saignement pouvant aller de quelques secondes à quelques minutes. Nuisances liées aux lavages broncho-alvéolaires : Irritation de la trachée liée à l’intubation. Toux, difficultés respiratoires légères juste après le geste. Nuisance liée à la mise à jeun (

Devenir

Pour l’étude de mise en place de modèle : les animaux seront gardés en vie et réutilisés dans d’autres études compatibles après avis vétérinaire. Cependant, si les animaux montrent des signes d’infection, ils seront euthanasiés afin d’étudier l’infection dans les tissus. Dans l’étude d’évaluation de la sécurité des traitements, les animaux seront gardés en vie et réutilisés dans d’autres études après avis favorable du vétérinaire. Dans les études d’efficacité des traitements, tous les animaux seront euthanasiés, dans le but de faire des analyses des tissus infectés.

Remplacement

Ce projet vise à mettre en place des modèles de colonisation intestinale par des bactéries souvent retrouvées chez des patients hospitalisés, afin d’établir de nouvelles stratégies thérapeutiques de décolonisation. À ce jour, les méthodes alternatives telles que les études menées sur des cellules en laboratoire (approches in vitro), sur des modèles informatiques (in silico), ou encore sur des tissus isolés (ex vivo) ne permettent pas de reproduire, la complexité des interactions entre le système immunitaire et les bactéries de l’intestin. C’est pourquoi, malgré les efforts pour privilégier ces alternatives, l’utilisation de modèles animaux reste nécessaire pour atteindre les objectifs du projet. Le primate non-humain, étant proche de l’humain au niveau anatomique, immunitaire et physiologique, permet de reproduire la complexité de ces interactions, nécessaires pour permettre une colonisation intestinale par des bactéries retrouvées chez les patients. Cela permet ainsi d’évaluer de façon fiable tout nouveau traitement avant son utilisation chez l’être humain.

Réduction

Dans ce projet, plusieurs mesures sont mises en place pour utiliser le moins d’animaux possible tout en garantissant des résultats fiables. Dans la phase de mise en place du modèle, les conditions optimales d’inoculation de la bactérie seront déterminées selon un procédé étape par étape, déjà publié dans la littérature scientifique. Cette méthode permet de réduire le nombre d’animaux, en évitant de multiplier les essais. Dans les études de tolérance et de distribution, seules les stratégies de décolonisation ayant déjà démontré une efficacité chez le petit animal (rongeurs) seront testées dans cette étude chez le primate non humain. Ensuite, pour affiner les paramètres importants comme la sécurité, la dose ou la manière d’administrer les traitements, seuls de petits groupes d’animaux seront utilisés. Cela permettra de sélectionner les meilleures conditions avant de passer à des études d’efficacité. Enfin, pour les études d’efficacité, le nombre d’animaux par groupe est limité au minimum nécessaire pour obtenir des résultats solides et interprétables. Ce nombre a été déterminé de façon à pouvoir détecter des différences statistiques entre les groupes.

Raffinement

Les prélèvements et interventions sur les animaux sont réduits au minimum nécessaire pour répondre aux objectifs du projet. Ils seront effectués sous anesthésie générale pour éviter le stress et d’éventuelles douleurs et seront regroupés au maximum lors d’une même anesthésie afin de réduire leur nombre. Les anesthésies pouvant entrainer une diminution de l’appétit, une diversification et complémentation de l’alimentation sera instaurée au besoin. Les animaux seront hébergés en groupes puis en hébergements individuels proches permettant des interactions sociales après inoculation bactérienne (conservation du contact sensoriel, et hébergements face à face séparés de 2 m). Le programme d’enrichissement sera étendu par ajout de dispositifs alimentaires, jouets, et par renforcement du contact positif. Cet hébergement individuel est nécessaire pour éviter les biais lors de l’évaluation de la température mesurée par puce électronique, éviter une contamination croisée, et permettre d’associer le prélèvement d’excréments à l’animal. Le vétérinaire de l’installation sera alerté en cas d’apparition de signes cliniques liés au traitement afin d’adapter le suivi et les soins aux animaux ainsi que leur alimentation (des points limites sont mis en place). Les prélèvements de sang et les biopsies pouvant entrainer l’apparition d’une réaction locale, un traitement symptomatique pourra être mis en place (désinfection, anti-douleurs localement). L’implantation de puces électroniques, permettant un suivi régulier de la température corporelle, peut induire une réaction au site d’incision. Un signalement au vétérinaire sera effectué, qui pourra appliquer un traitement symptomatique (désinfection, analgésie locale). Un traitement anti-douleur sera appliqué avant la chirurgie.

Choix des espèces

Dans ce projet, le macaque a été sélectionné pour sa proximité génétique, anatomique et physiologique avec l’être humain. Son appareil digestif ressemble beaucoup à celui de l’être humain au niveau anatomique, mais aussi au niveau de l’environnement intestinal incluant le microbiote. Le macaque reproduit la complexité des interactions entre le système immunitaire et les bactéries naturellement présentes dans l’intestin. Cela en fait un modèle particulièrement pertinent pour l’étude de la colonisation bactérienne par des bactéries retrouvées chez l’être humain et l’étude de la tolérance à de nouveaux traitements. Ces bactéries pouvant être retrouvées dans l’intestin de personnes de tout âge, nous envisageons de réaliser les procédures sur des animaux ayant un panel d’âge étendu. Cependant, les nouveau-nés n’ayant pas un système immunitaire complètement développé, nous nous focaliserons sur des animaux sevrés et ayant un système immunitaire mature et un microbiote intestinal stable.

6 macaques rhésus au maximum vont être utilisés dans le second établissement de ce projet multisite, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis réutilisés dans d'autres projets. Chacun peut subir jusqu'à trois IRM et trois scanners sous anesthésie, deux à quatre chirurgies d'implantation crânienne, et des séances d'entraînement puis d'enregistrement cinq jours par semaine au moins, tête immobilisée. Le porteur énumère lui-même les atteintes possibles : douleurs postopératoires de plusieurs jours, infections des implants qui traversent la peau, isolement postopératoire sans contact avec les congénères, perte de poids en cas de contrôle de l'accès à l'eau. Sur le remplacement, il affirme qu'aucune méthode ne permet d'étudier ces circuits à l'échelle de "l'ensemble de l'organisme" et désigne le macaque comme "le modèle animal le plus pertinent", en invoquant la proximité de son cerveau avec celui de l'humain.

Objectifs

Ce projet est multisite et se déroulera dans les établissements EU 1/2, EU 2/2. Réaliser des tâches quotidiennes nécessite de coordonner tout un ensemble de fonctions cognitives imposant des contraintes contradictoires à notre système nerveux. Par exemple, chercher un objet spécifique caché au milieu d’autres objets nécessite d'en construire une représentation et de la maintenir en mémoire sur une courte période. Pour éviter de changer de but constamment, cette représentation et ce but doivent être protégés d’interférences, notamment sensorielles. Par contre, détecter cet objet nécessite d’intégrer les informations sensorielles et de les analyser. La prise de décision est dans ce cas guidée par les mécanismes attentionnels. Des difficultés à correctement contrôler les différents processus cognitifs émergent dans des troubles psychiatriques très handicapants tels que les troubles schizophréniques ou des déficits attentionnels avec ou sans hyperactivité. Ces mécanismes résultent des interactions de plusieurs aires cérébrales, corticales et sous-corticales. Notamment, les réseaux pariétaux et pré-frontaux sont centraux dans le contrôle de ces mécanismes. Basés sur des résultats précédents acquis au sein du groupe, nous proposons de tester une hypothèse originale. Dans cette hypothèse, le cortex préfrontal, qui biaise le traitement des informations sensorielles dans les réseaux cérébraux sensoriels et décisionnels, doit être en mesure de mesurer l’effet de ses propres modulations pour les ajuster en ligne aux besoins de la tâche. Nous postulons donc l’existence de boucles de rétro-contrôle attentionnelles médiées par les interactions fortes entre cortex pariétaux et frontaux et permettant d'ajuster en ligne la force du contrôle cognitif.

Bénéfices attendus

Ce projet portera des bénéfices à différentes échelles. Il permettra l’élargissement des connaissances sur les réseaux pariéto-frontaux impliqués dans les comportements complexes impliquant du control cognitif. Coupler des approches d’électrophysiologie et de manipulations ciblées permettra de mieux appréhender les influences réciproques et les fonctions associées au sein des réseaux pariéto-frontaux. Les processus cognitifs empruntent des termes de la psychologie qui n’ont pas nécessairement de corrélats neuronaux clairs alors qu'il est maintenant admis que les fonctions cognitives émergent d’interactions corticales complexes. En liant clairement des fonctions cognitives à des processus neuronaux aux seins de réseaux corticaux, ce projet permettra une meilleure définition des processus cognitifs et devrait ainsi avoir un impact fondamental sur notre connaissance de la cognition humaine. De plus, nous proposons une hypothèse originale concernant le contrôle exécutif des processus cognitifs. Cette hypothèse est à même d’éclairer les mécanismes défectueux dans certains aspects de troubles comportementaux hautement débilisant tels les troubles déficitaires de l’attention, la schizophrénie ou la dépression.

Procédures

Anesthésies pour Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) (1 à 3 par animal sur la durée du projet, 1h30/intervention) Anesthésies pour CT scan (1 à 3 par animal sur la durée du projet, 20 minutes/intervention). Chirurgies d'implantations (2 à 4 par animal sur la durée du projet, 4 à 8 heures par intervention). Entrainement à réalisation de tâches comportementales (1 à 2 heures par séance, 5 séances par semaines). Acquisition de données électrophysiologiques simultanément dans plusieurs aires corticales (1 à 3 heures par jours, 5 à 7 jours/semaines). Définir la durée en nombre de semaines des phases d'apprentissage et d'acquisition de données est compliquée pour les raisons suivantes: - cette durée dépend énormément de chaque individus et du temps nécessaire pour habituer les animaux à chaque étape sans induire de stress excessif (certains apprennent très vite et d'autre moins voire pas du tout). - cette durée dépend de la quantité et de la qualité de données acquises à chaque séance, qui dépendent de facteurs incontrollables. - cette durée dépend d'un ensemble d'évènements externes imprevisibles et intrinsèques à l'utilisation des primates non-humains.

Impact sur les animaux

Ce projet impliquera des macaques soumis à des procédures classées légères ou modérées en termes de sévérité. Plusieurs étapes de ce protocole sont susceptibles de causer une gêne ou un stress aux animaux : 1. Mise en chaise et manipulation initiale : Lors des premières sessions, le fait de placer les animaux dans une chaise de transport, en les manipulant à l’aide d’une canne depuis leur lieu d’hébergement, pourra induire un stress. : La durée de cette phase d’adaptation dépendra de la vitesse d'apprentissage de animaux. D'expérience, cette phase peut s'étendre sur plusieurs semaines. 2. Contention de la tête : La restriction des mouvements de la tête, rendue nécessaire pour les acquisitions électrophysiologiques et le contrôle de la position du regard, constituera une source de stress, notamment au début. 3. Contrôle hydrique partiel : Le contrôle hydrique partiel (qui ne sera utilisé qu'en dernier recours si des méthodes de motivation alternatives échouent) pourrait entraîner du stress, une déshydratation, une perte d’appétit et, par conséquent, une perte de poids pendant la durée de l’expérience. 4. Anesthésie et intubation : Les procédures d’anesthésie et d’intubation, nécessaires pour réaliser les examens d’IRM, de CT-scan et les chirurgies pourront provoquer des douleurs postopératoires pendant plusieurs jours. Ces interventions comportent également des risques d’hémorragie, d’infection, de perte de température corporelle. 5. Douleur et infection postopératoires : après les actes chirurgicaux, les animaux pourraient ressentir de la douleur et développer des infections liées à ces interventions. 6. Isolement postopératoire : Un isolement postopératoire sans contact physique avec leurs congénères (en fonction d’éventuelles complications), pourrait générer un stress supplémentaire. 7. Infection des implants : des infections sont susceptibles de se développer au niveau des implants transcutanés (chambre, plot de tête et connecteur de matrices). 8. Inactivations réversibles : Les inactivations réversibles, bien que temporaires (moins de 24 heures), pourraient altérer la perception visuelle des animaux pendant quelques heures.

Devenir

A la fin du projet, les animaux seront experts dans la réalisation de tâches comportementales complexes. De plus, les implants peuvent avoir une durée de vie qui va au-delà de la durée d'un projet. En fonction du déroulé du projet et en accord avec la Structure responsable du Bien Etre Animal (SBEA) et l'équipe vétérinaire, les animaux seront réutilisés dans d'autres projets permettant de réduire le nombre d'animaux utilisés.

Remplacement

Le projet implique l'utilisation d'animaux, car il n’existe à ce jour aucune méthode alternative permettant de répondre aux objectifs du projet. Les simulations informatiques, les organes sur puce et les cultures cellulaires ne permettent pas d’étudier, dans un organisme vivant, les substrats neuronaux de comportements complexes tels que le contrôle cognitif. Ces processus reposent sur l’activité coordonnée dans un contexte comportemental de réseaux cérébraux distribués, engagés dans des interactions dynamiques à l’échelle de l’ensemble de l’organisme. Les techniques électrophysiologiques utilisées ici permettent d’enregistrer l’activité de neurones unitaires avec une résolution spatio-temporelle fine. Bien qu’elles puissent être utilisées dans certains contextes cliniques, elles restent trop invasives pour être déployées chez l’être humain dans une démarche expérimentale. Le recours au macaque est justifié par la grande proximité de son cerveau avec celui de l’être humain, tant sur le plan anatomique que fonctionnel, notamment pour les circuits pariéto-frontaux et visuels impliqués dans l’attention, la mémoire de travail et le contrôle cognitif. Les dysfonctionnements des circuits pariéto-frontaux et visuels sont impliqués dans des troubles neurodéveloppementaux humains très invalidants, tels que les troubles de l’attention avec ou sans hyperactivité. Le macaque est en outre capable de réaliser des tâches oculomotrices similaires à celles réalisées par des humains. Il représente ainsi le modèle animal le plus pertinent pour étudier les mécanismes neuronaux du contrôle cognitif à l’échelle du neurone unique et des populations neuronales, dans un cadre expérimental impossible à mettre en œuvre chez l’humain.

Réduction

Les interventions chirurgicales prévues comportent certains risques. Nous prévoyons d’inclure au maximum six animaux dans cette étude, en fonction de leur manière de réaliser les tâches comportementales proposées. Les capacités d'apprentissage, les stratégies cognitives et le nombre d'essais réalisés par séance sont très variables chez chaque individu. Il est donc possible que les objectifs scientifiques puissent être atteingnables avec trois animaux uniquement. La puissance statistique provient de la quantité de données acquises chez chaque animal, et non pas de la taille de la cohorte d'animaux Ainsi, si les données recueillies (activité cérébrale et comportement) sont suffisantes pour obtenir des résultats fiables avec trois animaux, aucun autre animal ne sera utilisé. Pour chaque animal, des dispositifs expérimentaux innovants permettront d’enregistrer l’activité de nombreux neurones dans différentes zones du cerveau en même temps. Cette méthode permet de recueillir beaucoup d’informations lors d’une même séance, ce qui réduit le nombre de séances nécessaires et la durée des enregistrements. Les enregistrements seront répétés sur plusieurs semaines afin d’observer un plus grand nombre de neurones et d’obtenir des résultats scientifiques solides. La durée totale des enregistrements pour chaque animal dépendra du nombre de neurones pouvant être enregistrés chaque jour. Elle ne peut donc pas être fixée à l’avance, mais sera limitée au temps strictement nécessaire pour atteindre les objectifs de l’étude.

Raffinement

Tous les hébergements répondent ou dépassent les exigences de la directive européenne 2010/63 sur l’utilisation des animaux à des fins scientifiques. Le suivi sanitaire est effectué par une équipe vétérinaire spécialisée dans le traitement des PNH. Les animaux sont hébergés dans une unité composée d’une volière centrale de 3 m de hauteur et de cages latérales. Le sol de la volière est couvert de copeaux de bois dans lequel ils recherchent de la nourriture. La cage et volière sont enrichies de perchoirs, de cordes et de jeux suspendus, pour favoriser les comportements exploratoires. Les singes sont hébergés en groupes sociaux de 2 à 4 individus et séparés uniquement pendant les heures d’entrainement. Leur pièce d’hébergement est éclairée par un mélange de lumière artificielle (cycle jours/nuit) et de la lumière naturelle. Des méthodes de renforcement positif (training et habituation) seront utilisées tout au long du protocole afin de réduire le stress des sujets. L'IRM anatomique et le CT-SCAN pré-chirurgicaux permettent de mieux planifier l’implantation des implants crâniaux afin de limiter l’invasivité de la procédure. Ces examens seront réalisés sous anesthésie générale afin de s'assurer de l'inconscience de l'animal, réduisant de fait le stress de l'animal lors de leur réalisation. Lors d'interventions chirurgicales, en plus de l'anesthésie, un analgésique sera administré et prolongé en période post-opératoire. Les tâches comportementales seront adaptées à la motivation et à l’état de chaque animal afin de limiter les situations d’échec, de frustration ou de stress excessif. Les techniques d'enregistrements simultanés de grande quantité de neurones permettent de réduire (i) le nombre d'essais nécessaires, (ii) le temps d'acquisition globale de l'expérience et (iii) le temps de chaque séance quotidienne. Des points limites précoces et adaptés seront appliqués tout au long du protocole.

Choix des espèces

Le primate non humain, en particulier le macaque (Rhésus), est utilisé pour la proximité anatomo-fonctionnelle de son cerveau avec celui de l’humain, notamment pour les réseaux pariéto-frontaux impliqués dans l’attention, la mémoire de travail et le contrôle cognitif. Ces réseaux sont particulièrement développés chez les primates par rapport à d'autres mammifères. Les macaques constituent le modèle animal le plus pertinent pour étudier les bases neuronales de fonctions cognitives de haut niveau dans des conditions expérimentales compatibles avec les objectifs du projet. Seuls des animaux jeunes adultes ou adultes seront utilisés, afin de disposer d’un cerveau mature et de performances comportementales stables, compatibles avec l’apprentissage des tâches cognitives prévues.

Deux à quatre chirurgies d'implantation de quatre à huit heures chacune, puis des enregistrements cérébraux d'une à trois heures par jour, cinq à sept jours par semaine : 6 macaques rhésus vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Conduits à la canne jusqu'à une chaise de transport, la tête immobilisée, ils sont entraînés à des tâches comportementales que le résumé ne décrit pas, et un "contrôle hydrique partiel" est prévu si les autres méthodes de motivation échouent. L'objet déclaré est de tester une hypothèse sur les échanges entre cortex pariétal et préfrontal, les retombées sur la schizophrénie ou les troubles de l'attention restant au conditionnel. Aucun macaque n'est tué à l'issue : devenus "experts" dans ces tâches et porteurs d'implants crâniens, ils seront réutilisés dans d'autres projets.

Objectifs

Ce projet est multisite et se déroulera dans les établissements EU 1/2, EU 2/2. Réaliser des tâches quotidiennes nécessite de coordonner tout un ensemble de fonctions cognitives imposant des contraintes contradictoires à notre système nerveux. Par exemple, chercher un objet spécifique caché au milieu d’autres objets nécessite d'en construire une représentation et de la maintenir en mémoire sur une courte période. Pour éviter de changer de but constamment, cette représentation et ce but doivent être protégés d’interférences, notamment sensorielles. Par contre, détecter cet objet nécessite d’intégrer les informations sensorielles et de les analyser. La prise de décision est dans ce cas guidée par les mécanismes attentionnels. Des difficultés à correctement contrôler les différents processus cognitifs émergent dans des troubles psychiatriques très handicapants tels que les troubles schizophréniques ou des déficits attentionnels avec ou sans hyperactivité. Ces mécanismes résultent des interactions de plusieurs aires cérébrales, corticales et sous-corticales. Notamment, les réseaux pariétaux et pré-frontaux sont centraux dans le contrôle de ces mécanismes. Basés sur des résultats précédents acquis au sein du groupe, nous proposons de tester une hypothèse originale. Dans cette hypothèse, le cortex préfrontal, qui biaise le traitement des informations sensorielles dans les réseaux cérébraux sensoriels et décisionnels, doit être en mesure de mesurer l’effet de ses propres modulations pour les ajuster en ligne aux besoins de la tâche. Nous postulons donc l’existence de boucles de rétro-contrôle attentionnelles médiées par les interactions fortes entre cortex pariétaux et frontaux et permettant d'ajuster en ligne la force du contrôle cognitif.

Bénéfices attendus

Ce projet portera des bénéfices à différentes échelles. Il permettra l’élargissement des connaissances sur les réseaux pariéto-frontaux impliqués dans les comportements complexes impliquant du control cognitif. Coupler des approches d’électrophysiologie et de manipulations ciblées permettra de mieux appréhender les influences réciproques et les fonctions associées au sein des réseaux pariéto-frontaux. Les processus cognitifs empruntent des termes de la psychologie qui n’ont pas nécessairement de corrélats neuronaux clairs alors qu'il est maintenant admis que les fonctions cognitives émergent d’interactions corticales complexes. En liant clairement des fonctions cognitives à des processus neuronaux aux seins de réseaux corticaux, ce projet permettra une meilleure définition des processus cognitifs et devrait ainsi avoir un impact fondamental sur notre connaissance de la cognition humaine. De plus, nous proposons une hypothèse originale concernant le contrôle exécutif des processus cognitifs. Cette hypothèse est à même d’éclairer les mécanismes défectueux dans certains aspects de troubles comportementaux hautement débilisant tels les troubles déficitaires de l’attention, la schizophrénie ou la dépression.

Procédures

Anesthésies pour Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) (1 à 3 par animal sur la durée du projet, 1h30/intervention) Anesthésies pour CT scan (1 à 3 par animal sur la durée du projet, 20 minutes/intervention). Chirurgies d'implantations (2 à 4 par animal sur la durée du projet, 4 à 8 heures par intervention). Entrainement à réalisation de tâches comportementales (1 à 2 heures par séance, 5 séances par semaines). Acquisition de données électrophysiologiques simultanément dans plusieurs aires corticales (1 à 3 heures par jours, 5 à 7 jours/semaines). Définir la durée en nombre de semaines des phases d'apprentissage et d'acquisition de données est compliquée pour les raisons suivantes: - cette durée dépend énormément de chaque individus et du temps nécessaire pour habituer les animaux à chaque étape sans induire de stress excessif (certains apprennent très vite et d'autre moins voire pas du tout). - cette durée dépend de la quantité et de la qualité de données acquises à chaque séance, qui dépendent de facteurs incontrollables. - cette durée dépend d'un ensemble d'évènements externes imprevisibles et intrinsèques à l'utilisation des primates non-humains.

Impact sur les animaux

Ce projet impliquera des macaques soumis à des procédures classées légères ou modérées en termes de sévérité. Plusieurs étapes de ce protocole sont susceptibles de causer une gêne ou un stress aux animaux : 1. Mise en chaise et manipulation initiale : Lors des premières sessions, le fait de placer les animaux dans une chaise de transport, en les manipulant à l’aide d’une canne depuis leur lieu d’hébergement, pourra induire un stress. : La durée de cette phase d’adaptation dépendra de la vitesse d'apprentissage de animaux. D'expérience, cette phase peut s'étendre sur plusieurs semaines. 2. Contention de la tête : La restriction des mouvements de la tête, rendue nécessaire pour les acquisitions électrophysiologiques et le contrôle de la position du regard, constituera une source de stress, notamment au début. 3. Contrôle hydrique partiel : Le contrôle hydrique partiel (qui ne sera utilisé qu'en dernier recours si des méthodes de motivation alternatives échouent) pourrait entraîner du stress, une déshydratation, une perte d’appétit et, par conséquent, une perte de poids pendant la durée de l’expérience. 4. Anesthésie et intubation : Les procédures d’anesthésie et d’intubation, nécessaires pour réaliser les examens d’IRM, de CT-scan et les chirurgies pourront provoquer des douleurs postopératoires pendant plusieurs jours. Ces interventions comportent également des risques d’hémorragie, d’infection, de perte de température corporelle. 5. Douleur et infection postopératoires : après les actes chirurgicaux, les animaux pourraient ressentir de la douleur et développer des infections liées à ces interventions. 6. Isolement postopératoire : Un isolement postopératoire sans contact physique avec leurs congénères (en fonction d’éventuelles complications), pourrait générer un stress supplémentaire. 7. Infection des implants : des infections sont susceptibles de se développer au niveau des implants transcutanés (chambre, plot de tête et connecteur de matrices). 8. Inactivations réversibles : Les inactivations réversibles, bien que temporaires (moins de 24 heures), pourraient altérer la perception visuelle des animaux pendant quelques heures.

Devenir

A la fin du projet, les animaux seront experts dans la réalisation de tâches comportementales complexes. De plus, les implants peuvent avoir une durée de vie qui va au-delà de la durée d'un projet. En fonction du déroulé du projet et en accord avec la Structure responsable du Bien Etre Animal (SBEA) et l'équipe vétérinaire, les animaux seront réutilisés dans d'autres projets permettant de réduire le nombre d'animaux utilisés.

Remplacement

Le projet implique l'utilisation d'animaux, car il n’existe à ce jour aucune méthode alternative permettant de répondre aux objectifs du projet. Les simulations informatiques, les organes sur puce et les cultures cellulaires ne permettent pas d’étudier, dans un organisme vivant, les substrats neuronaux de comportements complexes tels que le contrôle cognitif. Ces processus reposent sur l’activité coordonnée dans un contexte comportemental de réseaux cérébraux distribués, engagés dans des interactions dynamiques à l’échelle de l’ensemble de l’organisme. Les techniques électrophysiologiques utilisées ici permettent d’enregistrer l’activité de neurones unitaires avec une résolution spatio-temporelle fine. Bien qu’elles puissent être utilisées dans certains contextes cliniques, elles restent trop invasives pour être déployées chez l’être humain dans une démarche expérimentale. Le recours au macaque est justifié par la grande proximité de son cerveau avec celui de l’être humain, tant sur le plan anatomique que fonctionnel, notamment pour les circuits pariéto-frontaux et visuels impliqués dans l’attention, la mémoire de travail et le contrôle cognitif. Les dysfonctionnements des circuits pariéto-frontaux et visuels sont impliqués dans des troubles neurodéveloppementaux humains très invalidants, tels que les troubles de l’attention avec ou sans hyperactivité. Le macaque est en outre capable de réaliser des tâches oculomotrices similaires à celles réalisées par des humains. Il représente ainsi le modèle animal le plus pertinent pour étudier les mécanismes neuronaux du contrôle cognitif à l’échelle du neurone unique et des populations neuronales, dans un cadre expérimental impossible à mettre en œuvre chez l’humain.

Réduction

Les interventions chirurgicales prévues comportent certains risques. Nous prévoyons d’inclure au maximum six animaux dans cette étude, en fonction de leur manière de réaliser les tâches comportementales proposées. Les capacités d'apprentissage, les stratégies cognitives et le nombre d'essais réalisés par séance sont très variables chez chaque individu. Il est donc possible que les objectifs scientifiques puissent être atteingnables avec trois animaux uniquement. La puissance statistique provient de la quantité de données acquises chez chaque animal, et non pas de la taille de la cohorte d'animaux Ainsi, si les données recueillies (activité cérébrale et comportement) sont suffisantes pour obtenir des résultats fiables avec trois animaux, aucun autre animal ne sera utilisé. Pour chaque animal, des dispositifs expérimentaux innovants permettront d’enregistrer l’activité de nombreux neurones dans différentes zones du cerveau en même temps. Cette méthode permet de recueillir beaucoup d’informations lors d’une même séance, ce qui réduit le nombre de séances nécessaires et la durée des enregistrements. Les enregistrements seront répétés sur plusieurs semaines afin d’observer un plus grand nombre de neurones et d’obtenir des résultats scientifiques solides. La durée totale des enregistrements pour chaque animal dépendra du nombre de neurones pouvant être enregistrés chaque jour. Elle ne peut donc pas être fixée à l’avance, mais sera limitée au temps strictement nécessaire pour atteindre les objectifs de l’étude.

Raffinement

Tous les hébergements répondent ou dépassent les exigences de la directive européenne 2010/63 sur l’utilisation des animaux à des fins scientifiques. Le suivi sanitaire est effectué par une équipe vétérinaire spécialisée dans le traitement des PNH. Les animaux sont hébergés dans une unité composée d’une volière centrale de 3 m de hauteur et de cages latérales. Le sol de la volière est couvert de copeaux de bois dans lequel ils recherchent de la nourriture. La cage et volière sont enrichies de perchoirs, de cordes et de jeux suspendus, pour favoriser les comportements exploratoires. Les singes sont hébergés en groupes sociaux de 2 à 4 individus et séparés uniquement pendant les heures d’entrainement. Leur pièce d’hébergement est éclairée par un mélange de lumière artificielle (cycle jours/nuit) et de la lumière naturelle. Des méthodes de renforcement positif (training et habituation) seront utilisées tout au long du protocole afin de réduire le stress des sujets. L'IRM anatomique et le CT-SCAN pré-chirurgicaux permettent de mieux planifier l’implantation des implants crâniaux afin de limiter l’invasivité de la procédure. Ces examens seront réalisés sous anesthésie générale afin de s'assurer de l'inconscience de l'animal, réduisant de fait le stress de l'animal lors de leur réalisation. Lors d'interventions chirurgicales, en plus de l'anesthésie, un analgésique sera administré et prolongé en période post-opératoire. Les tâches comportementales seront adaptées à la motivation et à l’état de chaque animal afin de limiter les situations d’échec, de frustration ou de stress excessif. Les techniques d'enregistrements simultanés de grande quantité de neurones permettent de réduire (i) le nombre d'essais nécessaires, (ii) le temps d'acquisition globale de l'expérience et (iii) le temps de chaque séance quotidienne. Des points limites précoces et adaptés seront appliqués tout au long du protocole.

Choix des espèces

Le primate non humain, en particulier le macaque (Rhésus), est utilisé pour la proximité anatomo-fonctionnelle de son cerveau avec celui de l’humain, notamment pour les réseaux pariéto-frontaux impliqués dans l’attention, la mémoire de travail et le contrôle cognitif. Ces réseaux sont particulièrement développés chez les primates par rapport à d'autres mammifères. Les macaques constituent le modèle animal le plus pertinent pour étudier les bases neuronales de fonctions cognitives de haut niveau dans des conditions expérimentales compatibles avec les objectifs du projet. Seuls des animaux jeunes adultes ou adultes seront utilisés, afin de disposer d’un cerveau mature et de performances comportementales stables, compatibles avec l’apprentissage des tâches cognitives prévues.

Prélever du sang, des urines, de la salive, du sperme, du liquide cérébrospinal ou des biopsies d'organes, non pour une expérience mais pour vérifier que les méthodes de dosage des laboratoires fonctionnent : 360 macaques à longue queue sont utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. La contention dure jusqu'à une heure en chaise, la mise à jeun jusqu'à dix-huit heures, et le recueil de sperme passe par un léger courant électrique. Le porteur présente ces prélèvements comme un apport aux "3R", au motif que des méthodes plus sensibles réduiront plus tard les volumes prélevés et le nombre d'animaux non-humains utilisés. Le champ structuré annonce 356 macaques réutilisés et 4 rendus à l'élevage, quand la narration prévoit qu'un vétérinaire délivre une autorisation exceptionnelle de mise à mort pour ceux qui ne peuvent être ni réutilisés ni réhabilités, leurs organes allant alors aux laboratoires.

Objectifs

Aujourd’hui, un nombre croissant de candidats médicaments sont des protéines thérapeutiques ou des molécules biologiques plus ou moins complexes. Le primate non humain constitue souvent la seule espèce pertinente pour évaluer leur toxicité ou leur activité pharmacologique, en raison de fortes homologies génétiques, immunologiques et physiologiques avec l’être humain. Ces études d’évaluation sont requises par les autorités réglementaires, et des lignes directrices définissent les modalités de leur conduite. Elles incluent généralement un ensemble étendu d’analyses de laboratoire destinées à mesurer la concentration plasmatique (ou dans d’autres matrices) du composé testé et à la corréler à son activité pharmacologique ou toxique. Compte tenu des enjeux scientifiques et réglementaires, il est essentiel que les résultats obtenus soient fiables et robustes. Cette fiabilité ne peut être garantie qu’après la démonstration documentée des performances analytiques des méthodes au cours de leur qualification et/ou validation. Toutefois, la composition des échantillons peut influencer les résultats et la performance analytique d’un essai. Il est donc indispensable d’évaluer ces paramètres dans des échantillons biologiques de même nature que ceux qui seront analysés dans les études réglementaires. Par conséquent, la réalisation de prélèvements biologiques provenant de primates non humains, en amont ou en parallèle des études, est nécessaire pour valider les méthodes analytiques utilisées lors de l’analyse des échantillons d’étude. Par ailleurs, le développement et la validation réglementaire de nouvelles méthodes ou de techniques plus sensibles et plus précises contribuent directement aux principes des 3R. Elles permettent notamment de réduire les volumes de matrices biologiques requis et d’obtenir des données plus détaillées, améliorant ainsi l’interprétation scientifique tout en limitant l’utilisation d’animaux.

Bénéfices attendus

Le projet a pour objectif de collecter des échantillons biologiques (comme du sang ou du plasma) nécessaires pour développer et vérifier la fiabilité des tests utilisés dans nos laboratoires. Ces tests sont indispensables pour obtenir des données fiables et reconnues par les autorités, ce qui est essentiel pour développer de futurs médicaments. Le projet apporte deux types de bénéfices : 1. Un bénéfice scientifique et réglementaire (à court et moyen terme) Les laboratoires auront accès à des échantillons de bonne qualité, prélevés directement sur place. Cela évite les problèmes liés au transport ou à la conservation, qui peuvent dégrader la qualité des analyses. Ces échantillons permettent de mettre au point et de valider les méthodes nécessaires aux études de toxicologie et au développement de nouveaux médicaments. 2. Un bénéfice important pour le respect des 3R (Réduire, Raffiner, Remplacer) Les méthodes de laboratoire deviennent de plus en plus sensibles et précises. Cela permet : • d’utiliser des volumes beaucoup plus faibles d’échantillons, • d’analyser plus de paramètres en même temps, • d’obtenir des résultats plus détaillés. En conséquence, il est souvent possible de réduire le nombre d’animaux nécessaires dans les études futures. Par exemple, des techniques comme les analyses multiparamétriques (Multiplex Luminex®, électrochimiluminescence, PCR digitale) permettent de mesurer plusieurs éléments différents dans un seul petit échantillon de plasma.

Procédures

Les prélèvements seront réalisés en respectant les recommandations éthiques en vigueur adaptées au type de prélèvement et en respectant une période de récupération adaptée pour l’animal entre deux prélèvements et selon des recommendations de vétérinaire. Les prélèvements réalisés chez l’animal vigile : sang (unique ou répété) par les voies veineuses périphériques, urines, selles, frottis vaginal, nécessitent une contention de courte durée, manuelle (moins de 5 minutes) et/ou en chaise de contention (jusqu’à 30 minutes ou 1 heure maximum). Les prélèvements réalisés chez l’animal vigile (ex jeune animal) ou sous sédation (des animaux matures) : salive, larmes, sécrétions nasales, recueil du sperme ; si une sédation est requise, elle sera de courte durée (environ 5-15 minutes) Les prélèvements réalisés sous anesthésie générale : biopsie cutanée ou d’organes, cytoponction, liquide cérébrospinal, liquide synovial, humeur aqueuse Dans certains cas particuliers les prélèvements exigent des contraintes d’hébergement particulières : • Mise à jeun (préalablement à une anesthésie, maximum 18 heures) ; • Hébergement individuel (contacts olfactifs, visuels, sonores préservés, pour recueil d’urine/fèces en cage à diurèse, en vue d’une analyse individuelle, maximum 18 heures).

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus sont minimes et correspondent essentiellement au stress et douleurs liés à la contention et aux types de prélèvements : Prélèvements sur animaux vigiles : hématome transitoire sur le site de prélèvement sanguin, légère douleur provoquée par la ponction à l’aiguille, stress provoqué par la contention et/ou l’hébergement individuel (contacts olfactifs, visuels, sonores… préservés), le cas échéant, de l’éjaculation par un léger courant pour prélevement de sperme Sédation/Anesthésie générale : effets cardiorespiratoires, hypothermie, stress provoqué par les manipulations liées à l’anesthésie Prélèvements plus invasifs comme les biopsies : douleurs au niveau du site de biopsie, stress provoqué par l’intervention post-opératoire comme la contention pour les soins post-opératoires et les injections répétées. Stress lié à des contraintes occasionnelles d’hébergement : notamment lors d’un hébergement individuel, ainsi que lors des contentions manuelles, en chaise lorsque nécessaire, ou par collier. De légères gênes ou frottements peuvent survenir en lien avec ces méthodes de contention.

Devenir

Après avoir pris en compte les effets subis par l’animal, notamment lors de sa participation à des projets ou procédures antérieurs, et en tenant compte de l’ensemble des paramètres sanitaires, le vétérinaire émettra un avis sur sa réutilisation potentielle. Si, selon cet avis, l’animal ne peut être ni réutilisé dans un autre projet ni réhabilité, une autorisation exceptionnelle d’euthanasie pourra être délivrée par le vétérinaire. Dans ce cas, différents matrixes pourront être prélevés en post‑mortem et mis à disposition des laboratoires. Sous réserve de satisfaire aux critères de réutilisation définis par la réglementation, ces animaux pourront être réaffectés au présent projet ou à un autre projet autorisé. Leur suivi sera assuré conformément aux procédures institutionnelles et en stricte conformité avec les exigences réglementaires applicables (Directive 2010/63/UE, référentiel AAALAC, ainsi que les autres recommandations éthiques internes).

Remplacement

Les lignes directrices de validation de méthodes recommandent que les essais soient validés dans les mêmes matrices que les échantillons d’étude (même espèce), afin de s’assurer de la performance des essais dans leur utilisation réelle. A l’heure actuelle, il n’existe pas de méthode in vitro permettant de synthétiser ces produits biologiques en raison de la complexité des matrices biologiques utilisés dans ce projet, et les matrices primates ne peuvent pas être remplacées par des matrices d’autres espèces du fait de la règlementation et de la nature des candidats testés (ex : protéines thérapeutiques).

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet sera déterminé strictement selon les besoins des laboratoires et la réglementation en vigueur en termes de validation d’essais. Les prélèvements seront effectués pour les analyses prévues en utilisant le nombre d’animaux minimum requis. Par ailleurs, le développement de nouvelles méthodes et de techniques plus sensibles dans les laboratoires permet de limiter la quantité de matrice biologique nécessaire, contribuant ainsi à la réduction (3R) ultérieurement.

Raffinement

Les techniques et les méthodes de laboratoire deviennent de plus en plus sensibles et précises, ce qui renforce l’efficacité des analyses. Les essais ex vivo réalisés en amont des études précliniques in vivo s’inscrivent dans une stratégie 3R (réduction et raffinement en particulière) car ils permettent de caractériser le candidat médicament (sélection du meilleur candidat, connaissance du profil métabolique, pharmacologique et toxicologique) avant de démarrer les essais sur l’animal. Les méthodes développées et validées dans ce projet permettent en particulier d’optimiser les doses utilisées ensuite pour les études vivo, et de limiter la quantité de matrice biologique nécessaire, ex : approches permettant de doser plusieurs analytes à partir d’un volume réduit de plasma (analyses Multiplex avec la technologie Luminex®) et techniques plus sensibles et plus précises (électrochimie luminescence ou PCR digitale permettant des interprétations plus fines). Les actes pouvant engendrer du stress, de l’inconfort ou des douleurs importantes seront réduits au minimum nécessaire et seront réalisés sous sédation ou anesthésie générale avec un protocole analgésique adapté (multimodale) le cas échéant. Dans le cas où l’anesthésie est jugée plus traumatisante pour l’animal et/ou si l’anesthésie est incompatible avec les prélèvements prévus, les prélèvements seront réalisés sur l’animal vigile, notamment les prélèvements sanguins et le recueil d’urine, par exemple. L’état de santé des animaux sera surveillé tout au long du projet et évalué grâce à la mise en place de points limites (ex : plaie, gonflement au niveau du site de prélèvement, amaigrissement) qui permettront d'intervenir immédiatement s'il y a un signe d’inconfort ou de souffrance et de veiller au bien-être des animaux.

Choix des espèces

Aujourd’hui, de nombreux candidats médicaments sont des protéines thérapeutiques ou des biomolécules complexes. Le primate non humain est souvent la seule espèce pertinente pour étudier leur toxicité ou leur activité pharmacologique, en raison de sa proximité génétique, immunologique et physiologique avec l’être humain. Ces études sont exigées par les autorités réglementaires et suivent des lignes directrices précises. Elles nécessitent de nombreuses analyses permettant de mesurer la concentration du composé dans le plasma (ou d’autres matrices) et de la relier à ses effets pharmacologiques ou toxiques. Pour garantir la fiabilité des résultats, les méthodes analytiques doivent être qualifiées ou validées. Or, la composition des échantillons peut influencer la performance des essais. Il est donc essentiel d’utiliser des échantillons provenant de primates non humains, identiques à ceux analysés dans les études. Ainsi, des prélèvements biologiques doivent être réalisés en amont ou en parallèle des études. Les animaux utilisés sont généralement des juvéniles d’au moins 22 mois, âge auquel ils arrivent dans l’établissement et sont inclus dans les études réglementaires. Pour certains types de prélèvements, des animaux matures (sexuellement ou immunologiquement) peuvent être nécessaires, en fonction des besoins scientifiques et de leur disponibilité.

Pour tester des injections de thérapie génique dans l'oreille interne avant une éventuelle application chez l'humain, 230 petits primates vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun subit trois prélèvements sanguins à vif, une chirurgie de l'oreille de trente minutes sous anesthésie, puis des enregistrements auditifs d'une heure sous anesthésie et des tests comportementaux toutes les trois semaines, sans que le résumé précise lesquels. Le porteur signale un risque d'infection locale et un trouble de l'équilibre passager après l'opération, et prévoit d'utiliser des primates âgés de six mois à un an, tous tués ensuite pour prélever des tissus. Sur le remplacement, il écrit que les organoïdes progressent sans reproduire encore les interactions entre l'oreille et le cerveau, et conclut au recours à un primate non humain avant toute application clinique.

Objectifs

Ce projet vise à développer de nouveaux traitements de la surdité en injectant des produits thérapeutiques ou de thérapie génique dans l’oreille interne. Des petits primates très proches de l’humain au niveau de l’anatomie de l’oreille, seront utilisés afin de tester et optimiser ces techniques. La sécurité des injections, leur diffusion dans l’oreille, ainsi que leurs effets sur l’audition et l’équilibre grâce à des tests non douloureux seront étudiés. Des analyses biologiques seront également réalisées pour mieux comprendre comment ces traitements agissent. L’objectif final est de contribuer au développement de nouvelles solutions pour restaurer l’audition chez l’humain

Bénéfices attendus

Le modèle utilisé constitue une étape essentielle pour évaluer l’efficacité et la sécurité de cette stratégie en amont d’une éventuelle application clinique chez l’Homme pour traiter la surdité et évaluer la toxicité de nouvelles thérapies chez l’homme. L’utilisation d’un petit primate en tant que modèle expérimental chirurgical permettra de mieux évaluer le bénéfice de vecteurs thérapeutiques destinés à corriger une déficience génétique responsable de la surdité chez l’Homme.

Procédures

Les animaux seront soumis à 3 prélèvements sanguins sur animal vigile, puis à une chirurgie de l’oreille sous anesthésie (30 min). Ensuite 2 à 3 semaines post chirurgie des enregistrements auditifs seront réalisées sur sur animal anesthésié (1h) suivi des tests comportementaux une fois toutes les 3 semaines.

Impact sur les animaux

La contention de l’animal peut provoquer un léger stress lors des prélèvements sanguins et un inconfort transitoire. Les animaux recevront une injection de tranquillisant et/ ou d’analgésique/anesthésique qui pourra provoquer une gêne ou une douleur légère. Après la chirurgie, on pourrait observer une infection locale et un trouble de l’équilibre passager. Les tests auditifs sont, quant à eux, peu invasifs et effectués sous anesthésie générale. L’anesthésie peut provoquer une hypothermie, une baisse de la fréquence cardiaque et une sécheresse oculaire.

Devenir

Euthanasie dans le but de récupérer des tissus pour analyse

Remplacement

Même s’il est possible de cultiver des cellules de l’oreille, et que le développement d’organoïdes progresse, ces approches ne permettent pas encore de reproduire fidèlement l’ensemble des interactions impliquées dans l’audition. Pour réaliser des enregistrements reflétant le fonctionnement réel du système auditif, il est indispensable de conserver l’intégrité des interactions entre l’oreille et le cerveau. Ce projet nécessite donc l’utilisation d’un modèle animal permettant d’étudier l’audition dans un contexte d'un organisme complet, incluant le système immunitaire et les interactions inter-organes.

Réduction

Le nombre d’animaux a été déterminé afin de garantir des résultats statistiquement robustes tout en limitant leur utilisation au strict nécessaire. Pour cela, nous avons basé notre estimation sur des études préalables réalisées chez d’autres modèles et sur une analyse statistique. Les études pilotes ont permis de déterminer qu’avec n=10 par groupe, les résultats étaient statistiquement satisfaisants. Cette approche vise à maximiser la qualité des données tout en respectant le principe de réduction afin de minimiser l’impact sur les animaux utilisés.

Raffinement

Les animaux bénéficient d’une période d’acclimatation de deux semaines et de manipulations régulières pour réduire leur stress. Les tests auditifs sont réalisés de préférence le matin, sur animal anesthésié , ce qui permet de surveiller l'animal pendant la journée. Un tapis chauffant (37°C) permet de maintenir la température corporelle pendant l’anesthésie. Du gel est appliqué pour éviter le dessèchement de l’oeil. Leur niveau d’anesthésie est surveillé en continu : en cas de signe de réveil partiel, une petite dose supplémentaire peut être administrée ; sinon, le test est immédiatement interrompu. Le réveil se fait sous surveillance sur un tapis chauffant. Un suivi rapproché est assuré pendant les trois premiers jours après toute intervention. Les protocoles d’anesthésie et de gestion de la douleur, optimisés grâce à une étude préalable. Des compléments alimentaires et une réhydratation seront associés pour favoriser leur rétablissement

Choix des espèces

Les modèles rongeurs présentent des limites majeures pour les études sur l'audition car ils sont trop différents de l'humain pour l'anatomie, et la génétique . De plus, l’audition n’est pas mature avant un certain âge, et leur petite taille rend certains tests difficiles. Le recours à un modèle de primate non humain, est indispensable avant toute application clinique. Nous avons donc choisi un petit primate qui présente des similarités structurelles et fonctionnelles avec les primates supérieurs ce qui permettra de tester des interventions chirurgicales de l’oreille interne applicable à de jeunes enfants. Nous utiliserons des animaux de 6 mois à 1an : jeunes en pleine santé permettant d’étudier avec précisions les effets de notre produit.

Deux heures d'anesthésie pour une IRM, avec des nausées, des vomissements et des troubles respiratoires ou cardiovasculaires donnés comme effets secondaires fréquents, puis quatre heures de chirurgie et des douleurs post-opératoires transitoires. 6 macaques, trois rhésus et trois à longue queue, âgés de 4 à 8 ans, sont utilisés dans cette seconde partie du projet, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et tous sont tués pour l'étude post-mortem de leur cerveau. S'y ajoutent une heure hebdomadaire de contention pour un test de préhension de nourriture et des séances d'enregistrement des cellules nerveuses, afin de mesurer l'effet d'une surexpression de calbindine sur les circuits moteurs. Les retombées restent lointaines, le porteur écrivant que ces travaux "pourraient aider à identifier de nouvelles pistes" à moyen terme, quand les quatre heures de chirurgie et les un à deux mois d'habituation à l'animalerie sont, eux, programmés.

Objectifs

Cette étude se déroulera sur deux établissements utilisateurs. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre le rôle d’une protéine impliquée dans la régulation du calcium, la calbindine, élément essentiel au bon fonctionnement des neurones. Nous étudions son action dans un circuit du cerveau impliqué dans le contrôle des mouvements, un circuit souvent touché dans des maladies neurodégénératives. Chez les rongeurs, un manque de cette protéine fragilise les neurones, tandis que le rétablissement de sa production sur des cellules en culture semble les protéger. Chez le macaque, nos travaux montrent qu’elle pourrait aussi jouer un rôle important dans le contrôle de la motricité.

Bénéfices attendus

Nous étudions son action dans un réseau cérébral impliqué dans le contrôle des mouvements, un réseau souvent perturbé dans les maladies neurodégénératives. En obtenant des résultats chez le macaque, nous cherchons à comprendre comment cette protéine influence la santé des neurones et le bon fonctionnement des circuits responsables de la motricité. À moyen terme, ces travaux pourraient aider à identifier de nouvelles pistes pour mieux traiter certains troubles moteurs.

Procédures

IRM (EU2, 2 heures), la chirurgie (EU1, 4 heures), enregistrements des cellules nerveuses (1 heure par séance). Prélèvements sanguins potentiels (15 minutes, 1 fois par semaine). Tests comportementaux (EU1, 1 heure/hebdomadaire).

Impact sur les animaux

Les effets indésirables sont liés à l’anesthésie pour l’IRM (2 heures, effets secondaires fréquents tels que nausées, vomissements, ainsi que des troubles respiratoires ou cardiovasculaires) et la chirurgie (4 heures, douleurs post-opératoires transitoires). Les nuisances sont liées aux prélèvements sanguins (15 minutes, stress modéré lié à l’immobilisation et à l’environnement expérimental) ainsi qu’a la contention pendant le test comportemental de préhension de nourriture (1 heure, stress modéré lié à l’immobilisation et à l’environnement expérimental) ainsi que pour les enregistrements électrophysiologiques (1h, stress lié à l’immobilisation).

Devenir

Tous les animaux sont euthanasiés à la fin de la procédure pour une étude post-mortem du cerveau.

Remplacement

Ce projet recourt exclusivement à l’utilisation du primate non humain (PNH) car il n’existe pas de modèles mathématiques valides et réalistes permettant d’étudier les lésions dues à de tels symptômes moteurs. Nous recherchons à travers l’utilisation des modèles animaux complexes et intégrés à coller à la réalité de la pathologie humaine, impossible à trouver dans des modèles cellulaires. De ce fait, le recours à l’animal, tout d’abord le rongeur (données de la littérature), puis ici, le PNH (du fait de sa proximité avec l’homme) pour étudier les mécanismes impliqués dans ces processus lésionnels et réparateurs est une étape préliminaire nécessaire à la mise en place de nouvelles thérapies.

Réduction

Nos modèles sont générés sur un plateau de haute technicité nous permettant la manipulation des animaux dans les meilleures conditions et une grande reproductibilité dans les différents modèles, ce qui limite le nombre d'animaux.

Raffinement

Un protocole d’acclimatation et d’habituation progressif des singes à leur nouvel environnement d’animalerie est mis en place pendant 1 à 2 mois. Les chirurgies sont faites sous anesthésie générale et avec une couverture antalgique permettant de réduire le plus possible les douleurs ressenties, des soins appropriés en cas d’atteinte de points limites sont prodigués, avec un scoring permettant de décider des actions conservatoires à apporter. Les compléments alimentaires, lait enrichi et jus sont quelques outils dont nous disposons, nous permettant de concourir à l’amélioration de l’état de santé de nos animaux. Les chirurgies sont faites sous anesthésie générale et avec une couverture antalgique permettant de réduire le plus possible les douleurs ressenties. Pendant le transport pour réaliser l’IRM, le singe est maintenu au chaud sous une couverture et bordé d’une bouillotte, ses paramètres vitaux sont surveillés.

Choix des espèces

Le choix du macaque se justifie par la proximité phylogénétique, anatomique et fonctionnelle de son système nerveux central avec celui de l’Homme, en particulier au niveau du contrôle moteur. Contrairement aux modèles de rongeurs, le macaque présente une spécialisation des circuits moteurs hautement comparable à celles observées chez l’humain. Ce modèle permet ainsi une investigation plus fine des corrélats neurobiologiques de la motricité et une meilleure transposabilité des résultats, notamment pour l’étude des mécanismes physiopathologiques et l’identification de cibles thérapeutiques pertinentes. Le choix du stade de développement adulte se justifie par la nécessité d’étudier un système nerveux central pleinement maturé, caractérisé par une organisation stabilisée des circuits nerveux et une homéostasie calcique comparable à celle observée chez l’adulte humain. Les animaux ont en général entre 4 et 8 ans, en fonction de leur origine. Par ailleurs, les troubles moteurs associés aux maladies neurodégénératives surviennent majoritairement à l’âge adulte, rendant ce stade développemental particulièrement pertinent pour garantir la validité translationnelle des résultats.

6 macaques, trois à longue queue et trois rhésus, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour une étude post-mortem du cerveau. Chacun subit deux heures d'IRM sous anesthésie, quatre heures de chirurgie, des séances d'une heure d'enregistrement de ses cellules nerveuses, des prélèvements de sang hebdomadaires de quinze minutes et un test comportemental de préhension de nourriture d'une heure par semaine, sous contention. Il s'agit d'observer l'effet d'une surexpression de calbindine, protéine de régulation du calcium, sur un circuit cérébral du contrôle des mouvements. Sur le remplacement, le porteur écrit qu'il n'existe pas de "modèles mathématiques valides et réalistes" pour cette question et que le recours au primate non humain, "du fait de sa proximité avec l'homme", constitue "une étape préliminaire nécessaire" aux thérapies visées.

Objectifs

Cette étude se déroulera sur deux établissements utilisateurs. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre le rôle d’une protéine impliquée dans la régulation du calcium, la calbindine, élément essentiel au bon fonctionnement des neurones. Nous étudions son action dans un circuit du cerveau impliqué dans le contrôle des mouvements, un circuit souvent touché dans des maladies neurodégénératives. Chez les rongeurs, un manque de cette protéine fragilise les neurones, tandis que le rétablissement de sa production sur des cellules en culture semble les protéger. Chez le macaque, nos travaux montrent qu’elle pourrait aussi jouer un rôle important dans le contrôle de la motricité.

Bénéfices attendus

Nous étudions son action dans un réseau cérébral impliqué dans le contrôle des mouvements, un réseau souvent perturbé dans les maladies neurodégénératives. En obtenant des résultats chez le macaque, nous cherchons à comprendre comment cette protéine influence la santé des neurones et le bon fonctionnement des circuits responsables de la motricité. À moyen terme, ces travaux pourraient aider à identifier de nouvelles pistes pour mieux traiter certains troubles moteurs.

Procédures

IRM (EU2, 2 heures), la chirurgie (EU1, 4 heures), enregistrements des cellules nerveuses (1 heure par séance). Prélèvements sanguins potentiels (15 minutes, 1 fois par semaine). Tests comportementaux (EU1, 1 heure/hebdomadaire).

Impact sur les animaux

Les effets indésirables sont liés à l’anesthésie pour l’IRM (2 heures, effets secondaires fréquents tels que nausées, vomissements, ainsi que des troubles respiratoires ou cardiovasculaires) et la chirurgie (4 heures, douleurs post-opératoires transitoires). Les nuisances sont liées aux prélèvements sanguins (15 minutes, stress modéré lié à l’immobilisation et à l’environnement expérimental) ainsi qu’a la contention pendant le test comportemental de préhension de nourriture (1 heure, stress modéré lié à l’immobilisation et à l’environnement expérimental) ainsi que pour les enregistrements électrophysiologiques (1h, stress lié à l’immobilisation).

Devenir

Tous les animaux sont euthanasiés à la fin de la procédure pour une étude post-mortem du cerveau.

Remplacement

Ce projet recourt exclusivement à l’utilisation du primate non humain (PNH) car il n’existe pas de modèles mathématiques valides et réalistes permettant d’étudier les lésions dues à de tels symptômes moteurs. Nous recherchons à travers l’utilisation des modèles animaux complexes et intégrés à coller à la réalité de la pathologie humaine, impossible à trouver dans des modèles cellulaires. De ce fait, le recours à l’animal, tout d’abord le rongeur (données de la littérature), puis ici, le PNH (du fait de sa proximité avec l’homme) pour étudier les mécanismes impliqués dans ces processus lésionnels et réparateurs est une étape préliminaire nécessaire à la mise en place de nouvelles thérapies.

Réduction

Nos modèles sont générés sur un plateau de haute technicité nous permettant la manipulation des animaux dans les meilleures conditions et une grande reproductibilité dans les différents modèles, ce qui limite le nombre d'animaux.

Raffinement

Un protocole d’acclimatation et d’habituation progressif des singes à leur nouvel environnement d’animalerie est mis en place pendant 1 à 2 mois. Les chirurgies sont faites sous anesthésie générale et avec une couverture antalgique permettant de réduire le plus possible les douleurs ressenties, des soins appropriés en cas d’atteinte de points limites sont prodigués, avec un scoring permettant de décider des actions conservatoires à apporter. Les compléments alimentaires, lait enrichi et jus sont quelques outils dont nous disposons, nous permettant de concourir à l’amélioration de l’état de santé de nos animaux. Les chirurgies sont faites sous anesthésie générale et avec une couverture antalgique permettant de réduire le plus possible les douleurs ressenties. Pendant le transport pour réaliser l’IRM, le singe est maintenu au chaud sous une couverture et bordé d’une bouillotte, ses paramètres vitaux sont surveillés.

Choix des espèces

Le choix du macaque se justifie par la proximité phylogénétique, anatomique et fonctionnelle de son système nerveux central avec celui de l’Homme, en particulier au niveau du contrôle moteur. Contrairement aux modèles de rongeurs, le macaque présente une spécialisation des circuits moteurs hautement comparable à celles observées chez l’humain. Ce modèle permet ainsi une investigation plus fine des corrélats neurobiologiques de la motricité et une meilleure transposabilité des résultats, notamment pour l’étude des mécanismes physiopathologiques et l’identification de cibles thérapeutiques pertinentes. Le choix du stade de développement adulte se justifie par la nécessité d’étudier un système nerveux central pleinement maturé, caractérisé par une organisation stabilisée des circuits nerveux et une homéostasie calcique comparable à celle observée chez l’adulte humain. Les animaux ont en général entre 4 et 8 ans, en fonction de leur origine. Par ailleurs, les troubles moteurs associés aux maladies neurodégénératives surviennent majoritairement à l’âge adulte, rendant ce stade développemental particulièrement pertinent pour garantir la validité translationnelle des résultats.

Rasés, équipés d'un gilet à électrocardiogramme porté 6 h 30 par jour pendant trois jours, épilés à la crème dépilatoire, puis soumis à six injections intrapéritonéales espacées de trois ou quatre jours, chacune suivie d'un électrocardiogramme d'une heure, 40 prosimiens vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, sur neuf semaines de suivi par individu. Quatre d'entre eux subissent en plus une restriction calorique de 30 % et une pièce ramenée à 15 °C. Le résumé ne nomme jamais l'espèce, seulement "un modèle de petit primate", et compare l'activité cardiaque des individus de 1 à 5 ans à celle des individus de 6 à 12 ans. Le champ structuré du devenir annonce 24 mises à mort et 16 réutilisations, tandis que la narration prévoit la mise à mort de tous les individus de la classe 6-12 ans et une dégradation possible de l'état de santé chez les plus âgés de la classe 1-5 ans.

Objectifs

Avec le vieillissement de la population, 75% des personnes de plus de 65 ans souffriront de déficiences cardio- vasculaires, limitant leur autonomie physique et cognitive et pouvant dégénérer en maladies potentiellement mortelles. Élucider et prévenir le remodelage cardiaque dû au vieillissement est un enjeu majeur en santé humaine, afin d'éviter la prolifération des maladies du rythme cardiaque dans les prochaines décennies. La fréquence cardiaque maximale diminue chez les personnes âgées, indépendamment du mode de vie. Chez ces personnes, le remodelage fonctionnel du stimulateur naturel du cœur, et sa modulation anormale par le système nerveux autonome pourraient être à l'origine de la diminution de fréquence cardiaque. Les statistiques nous indiquent que 1 personne âgée sur 600 développera ralentissement du coeur directement appelées syndrome du sinus malade. Ce syndrome pourrait aussi être une des causes de la fibrillation auriculaire, l’arythmie la plus courante chez les personnes âgées, qui se vérifie dans 5 à 10 % de ces personnes. Pour clarifier la modification de la fréquence cardiaque au cours du vieillissement, nous allons étudier l'activité cardiaque chez un modèle de petit primate. Les données seront comparées aux études déjà réalisées chez la souris et pourront, à plus long terme, permettre le développement de traitements visant à réduire la déficience cardiaque chez les personnes âgées.

Bénéfices attendus

Élucider et prévenir le remodelage cardiaque dû au vieillissement est un enjeu majeur en santé humaine, afin d'éviter la prolifération des maladies du rythme cardiaque dans les prochaines décennies, ainsi que la morbidité et mortalité associés à ces maladies. Pour clarifier la modification de la fréquence cardiaque au cours vieillissement, nous avons choisi un modèle de petit primate qui présente de plus grandes similitudes avec l’homme comparé à la souris. En effet, bien que de taille similaire aux petits rongeurs, cette espèce à une espérance de vie (12 ans) bien plus longue que celles des souris (3 ans). Par conséquent, le nombre de battements cardiaques générés dans une vie chez cette espèce est de 3 milliards, similaire au nombre qui peut attendre le cœur humain au long d’une vie alors que la majorité des autres mammifères génèrent un maximum de 1 million de battements cardiaques dans une vie. Ces comparaisons montrent la similarité entre homme et ce petit primate et justifient l'utilité de cette espèce comme meilleur modèle pour des études sur le vieillissement cardiaque. A plus long terme, cela permettrait d'envisager des thérapies visant à réduire la déficience cardiaque au cours du vieillissement

Procédures

Contention pour rasage et pose du gilet incluant un dispositif d’Electrocardiogramme (5 minutes), permettant l'enregistrement dans lieu de vie (6h30) pendant 3 jours, anesthésie gazeuse (30 minutes), épilation à la crème dépilatoire (2 minutes), échographie (30 minutes), injection intrapéritonéale de molécules (durée 1 minute) avec un intervalle de 3 ou 4 jours, 6 injections au total suivi d'un électrocardiogramme (1h) sur une durée de 2 semaines. Pour 4 animaux, restriction calorique de 30% et diminution de la température de la pièce à 15°. La durée totale du suivi est de 9 semaines pour chaque animal. En fin de procédure, lors de l'euthanasie le prélèvement de sang intracardiaque est fait sous analgésie et anesthésie profonde .

Impact sur les animaux

La contention nécessaire à la pose du gilet pour enregistrer les électrocardiogrammes peut provoquer un léger stress. Les injections intrapéritonéales des molécules ou des anesthésiques entrainent aussi un stress de très courte durée. Les analyses d' échographie seront faites après anesthésie gazeuse de l’animal, ce qui permet ensuite un réveil très rapide. Les animaux en fin de vie seront euthanasiés sous analgésie et anesthésie pour permettre les prélèvements d'organes pour des études post mortem au niveau tissulaire et cellulaire.

Devenir

Tous les animaux dont l'état de santé se dégrade seront euthanasiés pour récupérer les organes d'intérêt et étudier l'effet du vieillissement sur ces organes. Donc on estime que tous les individus de la classe 6-12 ans seront euthanasiés au cours du projet et certains individus les plus âgés de la classe 1-5 ans pourraient présenter une dégradation de leur état de santé compte tenu de la durée du projet.

Remplacement

Il n'y a pas d'alternative non animale disponible pour l'étude du vieillissement et des dysfonction cardiaques dans la cadre de projet translationnel vers la santé humaine. Par ailleurs, la variabilité individuelle chez les primates mime la variabilité chez l'homme. Ainsi,cette forte similitude entre la physiologie de ce petit primate et la physiologie humaine, comparée aux rongeurs, permet d’obtenir des données plus fiables qui auront une meilleure applicabilité pour le développement de traitement clinique.

Réduction

Nos procédures sont planifiées de façon à réutiliser les mêmes animaux dans plusieurs tests non invasifs. Les expériences précédentes sur d'autres animaux de laboratoire, suggèrent que 10 animaux par groupe seraient suffisants pour appliquer des tests et mettre en évidence des différences statistiquement significatives. Nos protocoles prévoient un suivi individuel (avant et après traitement). Ainsi chaque animal est son propre contrôle, ce qui permet de réduire le nombre d'individus dans les groupes, sans compromettre les objectifs du projet. Pour ce qui concerne les analyses statistiques, tous les tests seront faits de façon telle à comparer les groupes sur la base de l'âge et du sexe des animaux . Pour les données post mortem, les analyses sont faites sur le cœur isolé à partir des animaux dont l'euthanasie est décidée car en fin de vie ou présentant une altération forte de leur bien-être (blessure, pathologie) et pour lesquels les points limites de bien-être animal sont atteints. Tous les organes seront prélevés et conservés pour partage éventuel de tissus à la communauté scientifique, ce qui réduit le besoin d’animaux à plus large échelle.

Raffinement

Les animauxen élevage évoluent en volière enrichie avec des branches et des nichoirs et des tubes pour se cacher. Les animaux sont groupés par 4 ou 5 individus de même sexe. L’observation quotidienne des signes cliniques relatifs au bien-être des animaux est réalisée. Les indicateurs privilégiés sont l’absence de variation anormale du poids corporel et l’état de forme générale (prostration, réactivité, agressivité). Les animaux sont enregistrés par des dispositifs externes posés sous des gilets, ce qui évite l’installation d’implants télémétriques. Les enregistrements sont réalisés sur des animaux qui continuent à avoir une vie normale en élevage et qui portent le gilet seulement durant 6h30, et pas sur une durée de plusieurs mois comme c'est le cas pour des animaux implantés. De plus la technique d échographie sous anesthésie gazeuse permet d’obtenir des informations structurales sur le cœur et le cerveau des animaux in vivo, sans intervention invasive. En cas d'atteinte des points limites, les animaux sont retirés de l'étude voire euthanasiés. Lors de l’euthanasie, pour éviter toute douleur avant la prise de sang intracardiaque et prélèvement d'organes, une analgésie et anesthésie sont réalisées.

Choix des espèces

Le nombre de battements cardiaques dans une vie est commun à plusieurs espèces de primates et trois fois plus élevé que dans les espèces de rongeurs (souris et rat) communément utilisées en recherche. Notre modèle primate possède l'avantage, par sa petite taille, d'être facile à maintenir en élevage. De plus, au cours de leur vie (espérance de vie de 12 ans), ces petits primates génèrent autant de battements cardiaques qu’une personne âgées, soit environ 3 milliards. Cela indique que les cœurs de ce modèle, des humains et d’autres primates doivent avoir des adaptations qui leur permettent de soutenir dans une vie, une activité cardiaque trois fois plus longue que les autres mammifères. De ce fait, cette espèce est un meilleur modèle pour étudier les effets du vieillissement au niveau cardiaque . Les animaux est considérés comme âgés à partir de 5 ans donc nous comparerons les fréquences cardiaques des animaux âgés (plus de 5 ans) à celles d'animaux adultes (moins de 5 ans) . Notre étude sera donc réalisée sur des animaux , entre 1 et 5 ans pour les adultes et entre 6 et 12 ans pour les individus âgés.