Rats

168 jeunes rates surnuméraires seront transférées vers d'autres projets de recherche et d'enseignement, les mères et les ratons mâles étant tués au terme des régimes pour prélever foie, tissus adipeux et cerveau. 403 rats vont être utilisés au total, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Les rates sont soumises pendant la gestation puis l'allaitement à des régimes carencés ou surchargés en acide linoléique, leurs ratons continuant ces régimes jusqu'à 4 ou 5 mois, avec des prélèvements sanguins toutes les deux semaines et des tests comportementaux répétés vingt fois en cinq jours. Le porteur annonce chez les rats carencés une croissance ralentie et des troubles cognitifs, chez les rats en surcharge une inflammation et une stéatose hépatique, et affirme dans la même page que ces perturbations n'induiront ni mal-être ni anxiété ni douleur.

Objectifs

Cette étude de recherche fondamentale s'inscrit dans le domaine des liens entre consommation alimentaire de lipides et santé (lipides-nutrition-santé). L’objectif est de mieux définir les bonnes doses de consommation de certains acides gras, en prévention des pathologies nutritionnelles (obésité, diabète de type 2…). L’étude s’intéresse en particulier à l’acide linoléique, qui est un acide gras d’origine végétale uniquement, et que l’animal (dont l’homme) doit consommer de manière indispensable. Le caractère indispensable de cet acide gras dans l’alimentation humaine est démontré depuis longtemps, mais la dose optimale d’apport de cet acide gras reste très controversée. En fonction des modèles d’étude, des doses alimentaires utilisées et du temps de traitement, cet acide gras peut devenir délétère pour la santé et induire l’accumulation de graisses au niveau hépatique (stéatose ou foie gras) ou au niveau des tissus adipeux (obésité), et contribuer ainsi à une inflammation chronique, source de problèmes cardio-vasculaires à terme. Le 1er objectif de cette étude est donc de définir la limite maximale d’apport alimentaire de cet acide gras, au-dessus de laquelle ses effets deviennent délétères sur le long terme. Pour cela, des rates gestantes puis les ratons issus de ces mères seront nourris par des doses croissantes en acide linoléique, depuis la période gestationnelle chez la mère jusqu’à l’âge de 4-5 mois. Les effets potentiellement délétères de chaque dose seront observés. De plus, il est apparu récemment dans la littérature scientifique qu’un acide gras spécifiquement retrouvé dans les produits laitiers et principalement dans le lait, l’acide pentadécanoïque, montre un réel intérêt par sa “proximité biochimique et métabolique” à l’acide linoléique et son potentiel “rôle de remplacement” dans le cas d’une carence. Le second objectif de cette étude est donc de montrer la capacité potentielle de l’acide pentadécanoïque alimentaire à se substituer à l’acide linoléique (en situation de carence) et à assurer certaines fonctions structurales et physiologiques similaires. Pour cela, des rates gestantes puis les ratons issus de ces mères seront nourris par des régimes carencés en acide linoléique mais supplémentés en acide pentadécanoïque, depuis la période gestationnelle chez la mère jusqu’à l’âge de 4-5 mois.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus au terme de cette étude sont : (i) Définir un seuil limite d’excès nutritionnel d'acide linoléique (ii) De mieux comprendre les mécanismes sous-jacents de la mise en place de la stéatose hépatique d’un excès nutritionnel d'acide linoléique. (iii) De caractériser les effets de l’acide pentadécanoïque en nutrition, effets potentiellement indispensables. (iv) De mettre en exergue le potentiel rôle de substitution de l’acide pentadécanoïque aux acides gras essentiels (acide linolénique, acide linoléique) et selon quelles doses. Ces bénéfices représentent de réels enjeux de santé publique d’un point de vue nutritionnel, dans la réévaluation des apports nutritionnels conseillés en acide linoléique mais également pour la consommation de produits laitiers. Le bénéfice attendu premièrement d’apport des connaissances sur l’apport de l’acide pentadécanoïque en nutrition et définir si cet acide gras peut être une voie de substitution d’acide gras essentiels historiques en situation de carence. Le second bénéfice est de découvrir lors d’une situation de surcharge en acide linoléique, à partir de quelle dose cet acide gras peut nuire à la santé en induisant une stéatose hépatique chez le rat.

Procédures

Tous les animaux seront soumis à différents régimes supplémentés en divers acides gras pendant 5 mois. Des prélèvements sanguins seront réalisés sur tous les animaux toutes les 2 semaines. Ces prélèvements seront rapides, de l'ordre de quelques secondes le temps de récolter les volumes nécessaires. Des tests comportementaux seront réalisés sur les animaux selon 2 période : (i) un premier test pendant 5 jours consécutifs, avec 4 essais par jour (avec 5 minutes d'intervalle entre les essais) chaque essai durant 60 secondes. (ii) Un deuxième test sur une semaine avec 3 répétitions du test : 1 test par jour, avec 2 jours d’intervalle entre chaque test, chaque essai durant 5 minutes.

Impact sur les animaux

Chez les animaux carencés, une légère diminution de la croissance des ratons et l'apparition de troubles cognitifs en absence d’acides gras indispensables est possible. Ces perturbations (diminution croissance et trouble cognitifs) n'induiront pas de mal-être, anxiété ou douleur chez les animaux. Les animaux carencés subiront des tests comportementaux pouvant induire du stress, de l'anxiété et de la fatigue Chez les animaux en surcharge, la mise en place d'une inflammation de bas grade ainsi que d'une stéatose hépatique est possible. Ces perturbations (inflammation et stéatose) peuvent induire une hyperlipidémie et une hépatomégalie potentielle qui ne sont pas léthales et qui n'induiront pas de mal-être, anxiété ou douleur apparente chez les animaux.

Devenir

Les ratons femelles (surnuméraires) seront réutilisées par d’autres chercheurs pour d’autres projets, de recherche et d’enseignement. Les rates mères après gestation et sevrage ainsi que les ratons mâles seront euthanasiées au terme des régimes afin de récolter les échantillons biologiques nécessaires pour nos analyses (foie, tissus adipeux, cerveaux).

Remplacement

L’effet recherché dans cette étude est d’ordre nutritionnel et nécessite donc l’analyse d’un organisme dans son ensemble. En effet, les nutriments diffusent dans le « corps entier » après digestion-absorption des aliments et leurs impacts physiologiques ou physiopathologiques concernent de multiples organes qui interagissent entre eux pour former un système biologique complexe. La substitution totale et complète d'un tel système physiologique ou physiopathologique par d'autres méthodes alternatives n'est donc pas possible.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés pour chaque condition (8 rats par condition) a été calculé par analyse de la puissance statistique nécessaire pour pouvoir comparer les paramètres étudiés, soit par des tests paramétriques (si la distribution des données le permet), soit par des tests non paramétriques. Ce nombre d’animaux représente la limite basse pour laquelle les effets induits au terme du projet permettront d’observer un effet statistiquement significatif. Dans un souci de bien-être animal, les ratons surnuméraires (femelles) obtenus seront réutilisés par d’autres chercheurs pour d’autres projets, de recherche et d’enseignement.

Raffinement

Les rats seront logés par 3 pour favoriser le lien social, dans des cages de tailles suffisantes pour réduire le stress et permettre l’expression d’un comportement normal des animaux. La supplémentation en acides gras s’effectuera par le biais du régime (ad libitum), contrairement à un gavage récurrent qui engendrerait un stress de l’animal. Un suivi quotidien des animaux sera mené durant toute le projet, afin de déceler tout signe d'angoisse, de douleur ou de souffrance. L'activité physique, la position de l'animal, l'aspect du pelage et le comportement vis-à-vis des congénères seront observés. Le suivi hebdomadaire du poids de l'animal et de la consommation de nourriture seront également utilisés pour déceler tout état de souffrance ou d'angoisse.

Choix des espèces

Historiquement, les expérimentations montrant le caractère indispensable d’acides gras ont été réalisé en utilisant le rat comme modèle et plus récemment d’autres études de carences ont été réalisé sur ce même modèle. De plus ce même modèle animal a été utilisé dans l’étude des effets induits par une surcharge en acide linoléique. Des études menées sur d’autres modèles notamment chez la souris, n’ont pas montré de résultats similaires. Le rat est donc un bon modèle pour étudier l’induction d’une carence ou d’une surcharge en acides gras. Ce modèle permet le prélèvement d’organes ou tissus suffisamment volumineux pour réaliser les analyses biochimiques prévues. Les rates soumises aux différents régimes seront gestantes puis allaitantes. Ensuite, les ratons seront nourris avec les différents régimes après la période de sevrage, soit environ 3-4 semaines après la naissance. Ils seront nourris avec ces régimes pendant 14 ou 17 semaines puis euthanasiés. L’induction de la surcharge ou de la carence doit débuter chez les rates gestantes afin d’observer un effet significatif chez les ratons issus de ces mères. L’âge final des ratons correspond au temps nécessaire pour observer la carence ou la surcharge.

33 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, chacun subissant soit huit prélèvements sanguins sous anesthésie après une injection intraveineuse, soit deux séances d'IRM d'une heure. Tous seront tués en fin de procédure pour prélever leurs organes. Le porteur justifie le choix du rat plutôt que de la souris par la possibilité de prélever davantage de sang sur un même individu, ce qui divise par huit le nombre d'animaux utilisés. Le bénéfice annoncé se limite à mieux comprendre comment influencer le comportement de nanoparticules d'oxyde de fer dans le sang, un usage en médecine humaine étant renvoyé au long terme.

Objectifs

Les nanoparticules à base de fer sont en plein développement et possèdent de nombreuses propriétés pour des applications en médecine : en effet, 1/ elles pourraient aider au diagnostic par imagerie IRM (imagerie par résonance magnétique) car le fer est visible en IRM mais aussi 2/ elles pourraient servir pour traiter des pathologies: i) sous un champ magnétique le fer peut dégager de la chaleur et détruire les cellules à proximité, ii) le fer peut également aider à augmenter les effets de radiothérapie (traitement par rayons) et enfin, iii) les nanoparticules peuvent jouer le rôle de transporteur de médicaments. Un élément indispensable avant de développer des nanoparticules est de contrôler leur comportement dans l’organisme afin de les amener sur leur lieu d’action. Le principal problème de la plupart des nanoparticules est qu’elles sont vite éliminées de la circulation sans avoir le temps de rejoindre leur cible et qu’elles s’accumulent dans le foie qui est l’organe qui permet leur élimination. Dans de précédents travaux nous avons identifié que certaines protéines présentes dans la circulation sanguine pouvaient influencer le comportement biologique de nanoparticules d’oxyde de fer aussi appelées Spions (Superparamagnetic iron oxide nanoparticles). Dans ce projet, nous souhaitons maintenant greffer ces protéines sur les Spions et évaluer leur comportement biologique : temps de circulation sanguine et élimination.

Bénéfices attendus

Cette étude permettra de mieux comprendre comment influencer le comportement biologique de nanoparticules d’oxyde de fer pour à terme permettre leur utilisation en médecine humaine.

Procédures

Procédure 1 : Une injection intraveineuse (1minute) puis 8 prélèvements sanguins (2 minutes chacun) sous anesthésie. Procédure 2 : deux sessions d’imagerie par IRM (1h maximum chacune) seront réalisées ainsi qu’une injection intraveineuse (1 minute) sous anesthésie.

Impact sur les animaux

L’injection intraveineuse et les prélèvements sanguins répétés sous anesthésie pourraient présenter un léger inconfort et des lésions locales si le geste est mal maîtrisé. Un stress associé à la mise sous anesthésie peut également intervenir. Les composés administrés ne devraient avoir aucun effet.

Devenir

Des analyses complémentaires sur les organes prélevés post-mortem sont nécessaires pour atteindre les objectifs scientifiques de l’étude. La totalité des animaux seront euthanasiés en fin de procédure

Remplacement

L’étude du devenir d’une molécule dans l’organisme rend la règle de remplacement difficilement applicable puisqu’il est nécessaire de l’étudier dans son contexte global avec une interaction entre les différents organes préservée.

Réduction

Une sélection de 6 Spions, préalablement testés in vitro pour l’étude de leur pharmacocinétique puis par la suite des 3 meilleurs Spions pour l’étude de biodistribution permet de réduire le nombre d’animaux nécessaires en éliminant ceux avec les moins bonnes propriétés physiologiques. L’effectif de chaque groupe expérimental a été réduit à son minimum dans chaque procédure afin d’obtenir des résultats scientifiquement pertinents sur la base des études menées précédemment. L’utilisation du rat permet également de réduire les effectifs car il est possible de réaliser des prélèvements sanguins répétés compatibles avec nos analyses biologiques.

Raffinement

Les animaux seront hébergés par groupes sociaux de 2 ou 3 avec accès illimité à l’eau et la nourriture. L’enrichissement des cages sera composé de 2 pad de sizzle-dri (frisottis de carton). Un temps d’acclimatation d’au moins 7 jours sera respecté avant le début de la procédure. La réalisation d’une imagerie IRM dans cette étude, qui est une méthode non invasive, permet de réduire la douleur et l’inconfort à son niveau minimum. La totalité des procédures est réalisée sous anesthésie et sur plaque/lit chauffant afin de réduire l’inconfort de l’animal. Les expérimentateurs sont formés pour reconnaître tout signe de souffrance et également à la bonne réalisation des gestes techniques.

Choix des espèces

Pour les besoins de l’étude, nous devons prélever de façon répétée des volumes de sang pour nos analyses qui demanderaient l’utilisation de nombreuses souris. Dans un but de réduction du nombre d’animaux nous utiliserons le rat qui permet de diminuer le nombre d’animaux par 8 mais également l’imagerie par IRM. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (250g) afin qu’ils aient atteints leur maturité physiologique

Isolées seize jours en cage individuelle, 60 rattes gestantes reçoivent chaque jour une injection du principe actif du cannabis sous la peau. Avec leur descendance, 452 rats sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 168 d'entre eux et modéré pour 284. À partir du sevrage, 224 petits enchaînent trente-cinq séances quotidiennes d'une heure, réparties entre tests de mémoire de travail, de flexibilité, d'impulsivité et de compulsivité, avec un stimulus électrique aux pattes que le porteur dit évitable à tout moment et deux contentions d'une heure. Tous les rats seront tués pour analyse de leur cerveau, le bénéfice annoncé se limitant à informer la population des risques psychiatriques liés à une consommation de cannabis pendant la grossesse.

Objectifs

Le cannabis est la drogue illégale la plus souvent consommée durant la grossesse. Dans l’ensemble, la littérature scientifique est faible sur l’usage de cannabis durant la grossesse. Ce projet a pour but d’étudier les conséquences comportementales et neurobiologiques de l’exposition prénatale au principe actif du cannabis, chez le rat dont l'utilisation a considérablement augmenté dans le monde entier. Cette étude repose sur 2 objectifs principaux : 1) Étudier les conséquences sur la mémoire, la flexibilité (capacité de changer de comportement), l’impulsivité (capacité à attendre pour obtenir une grande récompense) et la compulsivité (incapacité d’éviter de réaliser une action) qui sont des composantes de l’addiction 2) Étudier les conséquences sur le système de communication neuronale médié par la dopamine (messager impliqué dans la mémoire, la fléxibilité, l’impulsivité et la compulsion).

Bénéfices attendus

Ce projet apportera de nouvelles connaissances sur les effets de l’exposition prénatale au principe actif du cannabis sur la descendance. Notamment, nous allons étudier si cette exposition prénatale produit des déficits cognitifs à l’adolescence. De plus, nous allons étudier si l’exposition in utero au cannabis produit des altérations au niveau du cerveau et notamment du système de la dopamine chez l’adolescent. Ces informations seront importantes pour informer la population des éventuels risques de développement de maladies psychiatriques à l'adolescence associés à l’utilisation du cannabis pendant la grossesse.

Procédures

60 rattes vigiles seront hébergées individuellement pendant 16 jours et vont recevoir 16 injections : 1 injection par jour en sous-cutanée pendant la gestation. Pour 224 rats descendants des mères, 1 test comportemental par animal au cours duquel le rat reçoit une récompense sucrée, d'une durée de 1h sera réalisé pendant 5 semaines, à raison d'un test par jour, 7 jours par semaine (35 sessions) avec 2 séances uniques de contention d'1heure en amont des tests comportementaux en début et en fin de projet. 4 tests comportementaux différents sont étudiés (sur 56 rats par test) : 1) le test de mémoire de travail pour évaluer la capacité de garder une information en mémoire pour pouvoir l’utiliser dans le futur. 2) le test de flexibilité comportementale pour étudier la capacité de changer le comportement en fonction des conditions environnementales. 3) le test d'impulsivité pour analyser l’incapacité d’attendre pour obtenir une grande récompense mais, au contraire, préférer des récompenses plus petites mais immédiates. 4) le test de compulsivité pour évaluer l’incapacité d’éviter d’exécuter une action. Pour 168 rats descendants des mères, un suivi de la population sur 22, 41 et 60 jours postnatal sans acte invasif sera réalisé.

Impact sur les animaux

-Isolement des mères : léger stress minimisé par l’apport d’enrichissement -Traitement prénatal : léger stress des mères lors de la manipulation et légère douleur transitoire due à l’introduction de l’aiguille pour les injections sous-cutanées ainsi qu'un léger risque d'agressivité chez les mères traitées mais pas chez les descendants (relevé dans la littérature). -Stimulus électrique : douleur très légère et transitoire au niveau des pattes pouvant être évitée à tous moments. -Stress par contention : léger stress transitoire qui peut entrainer une augmentation du rythme respiratoire, attendue dans les premières minutes du test.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort pour des prélèvements et analyse des cerveaux.

Remplacement

Ce type de recherche, visant à comprendre les effets comportementaux sur la descendance des drogues d’abus prises par les mères, peut-être uniquement menée sur un animal vivant et non sur un modèle in vitro ou in silico. En effet, l’étude du comportement nécessite la présence de réseaux neuronaux intacts et fonctionnels qui sont uniquement accessibles dans des modèles d’animaux intègres et donc vivants. Il n’est donc pas envisageable d’utiliser des méthodes de substitution à l’animal entier.

Réduction

Nous minimiserons le nombre d'animaux utilisés par des méthodes expérimentales validées et reproductibles et en ayant recours à des analyses statistiques. Le nombre d’animaux requis par groupe expérimental a été calculé par un test de puissance. Ainsi, nous avons trouvé que 14 animaux par lot seront nécessaires à notre étude. De plus nous mettrons en place une stratégie d’accouplement restreinte au juste nécessaire en réalisant les accouplements par étapes successives jusqu’à obtention du nombre d’animaux nécessaires à nos études.

Raffinement

Le bien-être des animaux est pris en compte à chaque étape par une surveillance régulière des animaux selon une grille de suivi de bien-être animal qui aide dans le suivi des points limites stricts et précis et des critères d’intervention et d’arrêt suffisamment précoces. Un animal atteignant un des points limites définis nécessitant une intervention est pris en charge sans délai. Le bien-être des animaux est pris en compte à chaque étape, avec une pesée 2 fois par semaine. Dès leur arrivée à l’animalerie, les parents seront hébergés à deux par cage en conditions normales (température et humidité contrôlées, cages ventilées) avec un enrichissement dans la cage fourni par l’animalerie (stick ou pièce de bois à ronger pour assouvir leur besoin naturel de ronger) et accès à l’eau et à la nourriture à volonté. Les procédures d’accouplement débuteront après une période d’acclimatation de 10 jours minimum. Les mères seront hébergées de facon individuelle lors du traitement avec un enrichissement fourni par l'animalerie. Après leur naissance, les petits resteront avec leur mère jusqu’au sevrage (J21), hébergés en conditions normales avec un enrichissement dans la cage fournie par l’animalerie (matériel de nidification et des tunnels pour leur permettre de se cacher) avec accès à l’eau et à la nourriture à volonté. Les rats seront observés jusqu’au sevrage, puis seront hébergés par groupe de même sexe de 2 à 3 animaux issus de la même portée pour le reste du projet.

Choix des espèces

Le rat est l’animal le plus utilisé pour l’étude du comportement dans les modèles animaux. En effet, les rats ont des réponses cognitives qui sont similaires à celles de l’Homme, ce qui n’est pas aussi évident avec d’autres espèces. Nous utiliserons des rats de la lignée « Sprague-Dawley ». Il s’agit de rats « outbred », c’est à dire avec un niveau de consanguinité limité ce qui permet une variabilité génétique majeure entre les individus pour un meilleur reflet de ce que l’on trouve chez l’Homme. Dans cette étude, nous utiliserons des rats « jeunes adultes » de 8 semaines au début du projet pour réaliser les accouplements à 10 semaines. La descendance sera incluse dans le projet dès la naissance et jusqu'à leurs 60 jours, ce qui correspond à l'âge de la puberté.

Six animaux sortiront vivants de ce projet pour être réutilisés ailleurs, les dix autres seront tués pour prélèvements. 13 souris et 3 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour six d'entre eux et modéré pour dix. La première partie du projet consiste à caler des séquences d'IRM, avec plusieurs heures d'anesthésie par animal, la seconde à reproduire des symptômes de schizophrénie par quatorze injections quotidiennes sous la peau, suivies de trois séances d'imagerie et de tests d'activité locomotrice, de mémoire de travail et d'inhibition du réflexe de sursaut. Le porteur qualifie l'effet de ces injections de déstabilisation du fonctionnement du cerveau pouvant induire de l'angoisse, et conclut à l'"absolue nécessité" d'utiliser des animaux vivants.

Objectifs

L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est une technique aujourd’hui incontournable lorsqu’on souhaite étudier l’intérieur du corps d’un individu de façon non invasive. Ses applications biomédicales se sont multipliées en quelques dizaines d’années et continuent d’évoluer rapidement, en particulier pour l’étude du cerveau. Chaque séquence d’imagerie permet d’observer des structures anatomiques ou des processus physiologiques différents. Elles doivent cependant être adaptées au cas par cas, selon le modèle animal et la pathologie étudiée mais aussi en fonction du matériel et de son évolution (nouvelle antenne, nouvelle séquence, …). Au sein de notre équipe de recherche, de nombreux projets présents et futurs en neurosciences pourraient bénéficier de cette technique, en particulier afin de permettre un suivi longitudinal des animaux et de réduire ainsi le recours aux méthodes ex vivo. Cette technique présente cependant le défaut d’être complexe à utiliser et de nécessiter une anesthésie générale. Il est donc nécessaire d’optimiser le protocole expérimental séquence par séquence sur des groupes d’animaux restreints avant débuter des cohortes plus importantes, afin de limiter la durée d’acquisition au strict nécessaire permettant d’obtenir des données de bonne qualité tout en minimisant les risques d’incidents d’anesthésie. L’objectif de cette demande est de donc mettre en place une série de séquences IRM (anatomiques, de diffusion, de perfusion, de spectroscopie, …) applicables à nos différentes thématiques de recherche en neurosciences. Nous nous limiterons aux séquences ne nécessitant pas l’utilisation d’agents de contrastes injectables. Le premier projet qui bénéficiera de cette technique d’imagerie est dédié à l’étude de l’intérêt d’associer activité physique et traitement pharmacologique dans la prise en charge de la schizophrénie. Cette demande d’autorisation inclura donc deux procédures expérimentales, à savoir « mise au point » et « application à un modèle de schizophrénie ». Nous disposerons ainsi d’une bonne base de travail pour nos futurs projets.

Bénéfices attendus

Le bon déroulement de ce projet permettra à notre équipe de disposer de séquences d’imagerie appropriées pour les études longitudinales (suivi séquentiel in vivo de l’évolution de notre modèle de schizophrénie) et minimisera le recours aux approches ex vivo (par exemple l’histologie). Ce projet vient en complémentarité d’un essai clinique en cours visant à démontrer les effets bénéfiques (cérébraux, métaboliques, cognitifs, circadiens) de l’activité physique adaptée chez les patients souffrant de schizophrénie. Les données recueillies chez l’animal permettront d’apporter des arguments scientifiques supplémentaires sur les bienfaits de l’activité physique sur le cerveau et sur la prévention des effets secondaires des antipsychotiques. Réduire la sédentarité, les comorbidités métaboliques (diabète, obésité) et cardiovasculaires chez les patients schizophrènes est un enjeu sociétal majeur. La longévité de ces patients est en effet réduite d’environ 20 ans en grande partie due à la sédentarité et aux comorbidités liées à la pathologie elle-même mais aussi aux antipsychotiques. Améliorer la longévité, c’est aussi diminuer le coût de cette maladie. En 2015, la schizophrénie se classait au 10ème rang des principales causes d’incapacités de par le monde chez les 15-39 ans. L’Organisation Mondiale pour la Santé a estimé le coût direct de la schizophrénie dans les pays occidentaux à environ 2% des dépenses totales de santé. Apporter des résultats et arguments scientifiques supplémentaires démontrant les effets bénéfiques de l’activité physique dans la schizophrénie permettra d’étayer la nécessité d’instaurer ce type d’activité comme thérapeutique adjuvante chez ces patients et d’étendre les dispositifs tel que ‘Sport sur Ordonnance’. Les domaines scientifiques dans lesquels les résultats de ce projet auront un impact bénéfique sont, outre la neurobiologie et les sciences des activités physiques et sportives (aspects fondamentaux), le domaine de la santé mentale et de la prise en charge psychiatrique. En effet, ce travail apportera une caution scientifique concernant les effets bénéfiques du sport sur la santé mentale, ce qui permettra de rendre plus aisée la communication et la diffusion de programmes adaptés permettant d’améliorer les conditions de vie des patients.

Procédures

Pour la première partie du projet, les animaux subiront quelques heures d’anesthésie générale pour l’imagerie, avec maximum 1h consécutive. Pour la seconde partie du projet, les animaux seront soumis à une administration chronique quotidienne (durée : 1 minute) durant 14 jours par voie sous cutanée. Les injections seront réalisées le matin, toujours à la même heure, toujours par la même personne, formée et compétente. A cela s’ajoute 1h maximum d’anesthésie pour l’imagerie à trois reprises ainsi que des tests comportementaux non aversifs permettant d’évaluer l’activité locomotrice, la mémoire de travail et l'inhibition du réflexe de sursaut. Avant le début de la seconde partie du projet, les animaux seront identifiés par une puce électronique qui sera implantée sous anesthésie générale (durée de la manipulation : 5 minutes).

Impact sur les animaux

Pour les 2 procédures, l’utilisation d’isoflurane par voie inhalée pour l’anesthésie est à prendre en considération par son effet relativement désagréable durant quelques instants au niveau des muqueuses, et par la perte de connaissance qu’il induit (nuisances légères). Pour le modèle de schizophrénie, outre les aspects stressants d'injections sous-cutanées quotidiennes (durée d’injection : environ 1 minute), ces administrations induisent des modifications comportementales qui miment certains symptômes rencontrés dans la schizophrénie (hyperlocomotion, troubles sociaux, troubles de mémoire, etc.) et qui sont la base du modèle de cette pathologie. Il ne s’agit pas à proprement parler de douleur mais d’une certaine déstabilisation du fonctionnement du cerveau qui peut induire une certaine angoisse (nuisance modérée). Enfin, pour les tests comportementaux, le test d’inhibition du réflexe de sursaut peut générer un certain niveau de stress chez l‘animal mais pas de douleur (nuisances légères).

Devenir

Pour la première partie du projet, les animaux seront gardés en vie. Pour la seconde partie du projet, les animaux seront mis à mort avant prélèvement d’échantillons biologiques.

Remplacement

Dans la mesure où le projet présenté ici concerne une pathologie psychiatrique très complexe mettant en jeu de multiples facteurs liés au fonctionnement du cerveau, facteurs qui ne sont pas tous connus, ni maitrisés, il y a absolue nécessité d’utiliser des animaux vivants. Enfin, les aspects comportementaux qui seront étudiés et qui miment les symptômes très invalidants que vivent les patients, ne peuvent à l’heure actuelle pas être modélisés d’une autre manière.

Réduction

Le but du projet est de réduire le nombre d’animaux utilisé dans nos futurs projets en permettant de réaliser des études longitudinales par imagerie. La première partie du projet servira à la mise en place du protocole expérimental, ce qui permettra de réduire le nombre d’animaux pathologiques utilisés par la suite. Le nombre d’animaux de la seconde partie du projet a été calculé au plus juste en fonction du niveau d’effet attendu (réduction du volume de certaines structures cérébrales) pour obtenir une puissance statistique suffisante. Les données seront comparées par des tests non-paramétriques et/ou paramétriques en fonction de leur distribution. Un seul sexe sera testé (mâles) afin de limiter le nombre de groupes d’animaux. Il est indéniable qu’une comparaison mâle / femelle serait idéale, cependant, cette étude est une preuve de concept et la pathologie cible, la schizophrénie, connue pour présenter des symptômes plus graves chez les patients masculins.

Raffinement

Diverses mesures seront prises pour raffiner les expérimentations qui ne seront réalisées que par du personnel formé et ayant un livret de compétences à jour. Après leur arrivée au laboratoire, les animaux seront stabulés dans des cages avec un igloo en papier mâché et des lamelles de papier kraft afin d’assurer un enrichissement minimum, permettant aux animaux de trouver un abri en cas de conflit et d’avoir une activité minimale (construction de nid). Ils seront laissés au repos sans intervention (hormis la surveillance quotidienne et le change de cage bi-hebdomadaire) durant 1 semaine, puis seront manipulés régulièrement durant la durée totale du projet afin de les habituer au contact humain. L’utilisation d’anesthésiques volatils sera effectuée pour l’implantation des puces, l’imagerie et la mise à mort.

Choix des espèces

La souris et le rat sont les deux espèces actuellement utilisées dans nos protocoles expérimentaux. Cette DAP permettra de disposer de séquences d’imagerie adaptées à chacune d’elle. La souche de souris C57BL/6JRj est le fond génétique de nombreux modèles animaux, comme le modèle PCP mais aussi les modèles génétiquement modifiés de schizophrénie et de la maladie d’Alzheimer que nous utilisons. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte, à un âge auquel les grands systèmes physiologiques sont matures.