Rats
Prélèvements de tissus pour la caractérisation d’animaux génétiquement altérés avec ou sans phénotype dommageable à visée de recherche dans diverses thématiques.
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Rats : 3000
Un millimètre de queue coupé, une fois par animal, c'est la procédure appliquée à 84 330 souris et 3 000 rats, dans des actes déclarés d'un niveau de souffrance léger. Ce prélèvement sert au génotypage d'animaux génétiquement altérés produits pour la cancérologie, la cardiologie, la neurologie ou les maladies métaboliques, et l'établissement héberge aussi des lignées immunodéprimées. Le porteur écrit que les individus dont le génotype ne présente pas d'intérêt seront mis à mort et que les autres partiront vers d'autres projets, sans jamais indiquer quelle proportion est concernée. Il évoque des méthodes moins invasives, génotypage par la salive ou prélèvement par buvard sur les aérations, en les décrivant comme des pistes encore à l'étude.
Objectifs
Notre établissement utilisateur produit des animaux génétiquement altérés dédiés à la recherche scientifique dans divers domaines tel que la cancérologie, cardiologie, neurologie, maladies métaboliques etc. Pour cela, nous utilisons une méthode de prélèvement de queue pour la caractérisation génétique. De plus, nous hébergeons des lignées immunodéprimées pour certains projets expérimentaux.
Bénéfices attendus
Les lignées immunodéprimées ont pour objectif de répondre à des questions scientifiques dans le domaine de l’immuno-oncologie ou pour le maintien d’un statut sanitaire SPF avec les sentinelles. Le génotypage permet la caractérisation génétique des lignées génétiquement altérées avec (animaux immunodéprimés) ou sans phénotype dommageable pour optimiser la gestion des élevages et la production des animaux pour les projets scientifiques des différentes structures travailant dans notre animalerie (thématiques développées : cancérologie, digestif, cardiaque, osseux...).
Procédures
Prélèvement de queue (1mm), une seule fois.
Impact sur les animaux
La biopsie au niveau de la queue peut entrainer de la douleur et du stress chez l'animal. L’immunodépression fragilise les animaux d’un point de vu immunitaire, mais cela n’impacte pas leur bien être tant qu’ils sont maintenus dans des conditions d’hébergement adaptées.
Devenir
Les animaux sont prévus pour une utilisation continue dans divers projets scientifiques. La biopsie de queue permet le gnéotypage et en fonction des croisement effectués permettra d'identifier les animaux utiles aux études. Ceux dont le génotype ne serait pas d'intérêt seront mis à mort en sachant que les croisements sont réalisés de manière à optimiser au maximum la génération d'animaux à génotypes intéressants.
Remplacement
Jusqu’à présent la méthode de biopsie de queue était la plus efficace pour identifier génétiquement les animaux. Cependant nous réfléchissons à mettre en place des méthodes moins invasives tel que le génotypage via prélèvement de la salive. La difficulté d’une méthode non invasive est qu’elle doit être applicable à tous et implique d'avoir une méthode génotypage standard avec des kits commerciaux, ce qui n'est pas le cas dans toutes les équipes de recherche. Nécessité d’utilisation des animaux pour l’objectif de projets en immuno-oncologie. Concernant les sentinelles, nous sommes en cours de développement d’une méthode de prélèvement par buvard directement au niveau des aérations, ce qui nous affranchirai de l’utilisation des animaux.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisé est basé sur les statistiques des années précédentes et en lien avec les différents besoins en fonction des projets scientifiques. Ce dernier reste suffisamment important pour pouvoir y inclure de futurs projets d’ici les 5 prochaines années. Néanmoins nous avons pu observer une baisse de production des animaux d’élevage depuis 2020. Nous réfléchissons à développer des méthodes de génotypage moins invasives tel que le prélèvement par la salive. Concernant les sentinelles, nous sommes en cours de développement d’une méthode alternative aux animaux de prélèvement par buvard directement au niveau des aérations, ce qui nous affranchirai de l’utilisation des animaux. Lorsqu’une lignée n’a plus d’intérêt scientifique à long terme, nous optons de plus en plus pour un arrêt de cette dernière et d’envisager une méthode de conservation autre tel que la cryoconservation.
Raffinement
La biopsie de queue est réalisée lors du baguage soit en vigile soit sous anesthésie générale. Cette méthode est approuvée, précise, rapide (quelques secondes), standardisée et réalisée par du personnel formé, ce qui limite les effets de stress et douleurs chez les animaux. L’anesthésie permet de favoriser la bonne pose de la bague et le prélèvement de queue dans un environnement plus confortable pour le manipulateur et l’animal. L’immunodépression fragilise les animaux d’un point de vu immunitaire, mais cela n’impacte pas leur bien être tant qu’ils sont maintenus dans des conditions d’hébergement adaptés avec un statut sanitaire stricte et une fréquence de change rapprochée. Dans toutes les préocédures des points limites précoces sont mis en place afin de minimiser au maximum la douleur des animaux.
Choix des espèces
Nous avons majoritairement des élevages de souris et un petit élevage de rats. Ces animaux sont utilisés en fonction des besoins pour les différents projets scientifiques. Les animaux restent à minima le temps du sevrage de ces deniers, soit 3 semaines (21jours), ils sortent ensuite en fonction des âges utilisés dans les projets pour lesquels ils sont produits. La biopsie de queue quand elle est nécessaire est réalisée entre 1 semaine et 3 semaines d'âge en fonction de l'âge auxquels les animaux seront utilisés dans les études ultérieures.
Etude du rôle de l’endothéline dans la calcification valvulaire aortique
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Les rats subissent trois chirurgies, une ligature de l'artère du rein gauche à J1, l'ablation du rein droit à J8 et la pose d'une mini-pompe à J38, encadrées d'un prélèvement sanguin à J37 puis d'une IRM et d'une échocardiographie en semaine 12. 108 rats Sprague-Dawley mâles vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance modérés à sévères. L'insuffisance rénale ainsi provoquée s'accompagne, si le modèle fonctionne, d'une anémie, d'une hypertrophie et d'une fibrose du cœur et d'une baisse de la fonction ventriculaire, avec 25 % de mortalité annoncée. Le porteur espère à long terme un traitement du rétrécissement aortique et vérifie d'abord une hypothèse sur un récepteur de l'endothéline.
Objectifs
Le rétrécissement aortique est une pathologie fréquente qui touche environ 2% de la population de plus de 65 ans. Cette maladie se caractérise par une calcification des tissus et une diminution de la surface valvulaire empêchant l’éjection du sang. Au stade final de la maladie, il en résulte des symptômes à type de dyspnée, insuffisance cardiaque à l’origine d’une importante morbi-mortalité cardiovasculaire. Hors, il n’existe actuellement aucun traitement médical permettant de stopper le développement des calcifications valvulaires. La seule issue thérapeutique consiste en une intervention. Quelques études suggèrent l’implication de la voie de l’endothéline dans le rétrécissement aortique et ex vivo qu’un blocage du récepteur de l'endothéline B augmentait les calcifications et qu’à l’inverse, une stimulation diminuait les calcifications . La stimulation du récepteur de l'endothéline B pourrait donc être une potentielle cible thérapeutique à l’avenir. L’objectif de cette expérimentation est donc de vérifier sur un modèle animal de calcification valvulaire ces premiers résultats et de s’assurer de l’absence d’effets secondaires de cette modulation de la voie de l’endothéline.
Bénéfices attendus
Le rétrécissement aortique est une pathologie qui représente un véritable enjeu de santé publique. Il s’agit en effet de la valvulopathie la plus fréquente dans les pays occidentaux avec une prévalence de 2% des sujets de 65 ans et plus et 10% des sujets de 80 ans et plus . Les symptômes apparaissent au stade du rétrécissement aortique serré et sont le plus souvent invalidant à type de dyspnée amenant à des hospitalisations. Actuellement le seul traitement consiste est une intervention, soit par voie chirurgicale, soit par voie percutanée. Dans les deux cas, le remplacement de la valve par une prothèse valvulaire n’est pas dénué de risque (accident vasculaire cérébral, implantation de pacemaker, troubles du rythme). Même si certaines publications anciennes ont suggéré un rôle de l’endothéline dans les calcifications valvulaires aortiques, cela n’a toujours pas été confirmé et les mécanismes impliqués n’ont toujours pas été expliqués. Notre projet pourrait donc permettre : 1)A court terme, de répondre à une question scientifique en cours et confirmer le potentiel rôle de l’endothéline dans le développement du rétrécissement aortique. La compréhension des mécanismes impliqués pourrait également ouvrir la voie à d’autres idées de recherche dans des domaines variés. En effet, la voie de l’endothéline est notamment étudiée en oncologie et en neurologie . 2) A long terme, cette étude pourrait également permettre la conception d’un traitement médical du rétrécissement aortique. Cela pourrait éviter à de nombreux patients d’arriver au stade symptomatique de la maladie et donc éviter des hospitalisations et des interventions.
Procédures
Les animaux de la procédure subiront trois chirurgies dans un premier temps une ligature de l'artére rénale du rein gauche à J1 de l'étude puis une ablation totale du rein droit au J8 de l'étude et enfin une pose de mini pompe à J38. Des prélèvements sanguins seront effectués à J37 sur tous les animaux sous-anesthésie gazeuse pour randomiser nos groupes en fonction du dossage de la créatine. L'analyse des effets fonctionnels (IRM : semaine 12 et échocardiographie cardiaque : semaine 12 et J38 ) sera effectué sous anesthésie avec une durée de 10 minutes/rat.
Impact sur les animaux
La procédure est classée sévère. La chirurgie visant à induire une un modèle animal de calcification valvulaire afin d’étudier l’impact de la modulation du récepteur de l’endothéline B dans le développement du rétrécissement valvulaire aortique. Pour cela les animaux subiront une néphrectomie qui sera réalisée en deux temps avec une ligature de l’artère rénale gauche à J1 et une ablation du rein droite à J8 (avec une durée de chaque intervention de 20 minutes). De manière certaine, les animaux, après néphrectomie (Sténose) du rein gauche des 5/6ème (procédure classée sévère) et néphrectomie totale rein droit développeront une insuffisance rénale Chronique (IRC). Nous nous attendons, si notre modèle fonctionne, insuffisance rénale chronique associé avec une anémie, une hypertrophie cardiaque, une fibrose cardiaque et une diminution de la fonction systolique et diastolique du ventricule gauche. Le taux de mortalité lors de la réalisation de ce modele est de 25%. Tous les animaux subiront plusieurs anesthésies gazeuse et une anesthésie par injection lors de IRM (durée 40 minutes) et de la mise à mort.
Devenir
A la fin de la procédure les animaux seront mis à mort puisqu'il est nécessaire de récupérrer la valve aortique et le coeur pour analyse des calcifications présentes.
Remplacement
Dans ce projet d’étude, des expérimentations in vitro et ex vivo sur des cellules valvulaires ont déjà été faites antérieurement. Cependant, le modèle in vivo ne peut pas être remplacé car il permettra d’étudier l’effet systémique des modulateurs de la voie de l’endothéline au-delà des cellules valvulaires ainsi que la tolérance des agents pharmacologiques sur un organisme vivant. Il s’agit d’une étape indispensable si l’on souhaite développer par la suite un médicament chez l’homme.
Réduction
Pour réduire au maximum le nombre d’animaux nécessaires à cette étude nous réaliserons séquentiellement des mesures non-invasives de la fonction cardiaque (échographie, IRM) puis une analyse histologique. Nous avons également mis en place une stratégie d’optimisation des prélèvements au moment de la mise à mort. De plus, nous avons réalisé des tests statistiques appropriés pour calculer le nombre de rats nécessaire.
Raffinement
Tout au long de l’étude, les animaux seront nourris ad libitum et hébergés en groupes sociaux stables dans des portoirs conventionnés au nombre maximum de 4 par cage avec de l’enrichissement (Tunel,Kraft Paper). Les animaux seront maintenus avec un environnement controlé et stabilisé (température de 21°C , hydrométrie à 55% et luminosité à 100lux avec une durée de cycle de lumière normal soit 12h/12h). Afin de limiter le stress occasionné par le transport, une période d’acclimatation d’une semaine après réception des rats sera maintenue avant le début du protocole. Les conditions de soins et les méthodes utilisées seront les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur, souffrance, angoisse ou dommages durables que pourraient ressentir les animaux. Ainsi, un suivi des animaux sera réalisé quotidiennement durant toute la durée du protocole expérimental, ce qui permettra de déceler un éventuel signe de souffrance. Notre grille d’évaluation des point limites pour le bien être animal est utilisé quand un animal présente un état de mal être ou de souffrance, il est exclu de l'étude et euthanasié en fonction de son score et de la discussion avec les membres de la structure chargée du bien être animale. Pendant la chirugie, nous injectons une solution saline en sous- cûtanée pour maintenir l'hydratation de nos animaux. En post- opératoire une injection de glucose à 5% en IP est réalisée en ainsi qu'un ajout dans la cage de nourriture gélifiée qui aide l'animal à mieux se nourrir. Un traitement analgésique à l’aide de xylazine (10 mg/kg) en préopératoire et de buprénorphine (0.5 mg/kg) en pré et post-opératoire est réalisé suivi d'une injection toutes les 8h pendant 24h qui suivent l’opération. Nous allons dans ce projet utiliser des rats mâles, ce qui diminuera les variations dans les réponses immunitaires, et permettra une meilleure comparaison entre nos modèles.
Choix des espèces
Le choix du rats sprague dawley males se justifie par l’expérience du laboratoire à la fois pour la chirurgie de la néphrectomie mais également pour l’étude des fonctions cardiaque par échocardiographie et IRM. Par ailleurs, le rapprochement des espèces humaines et des rongeurs sur le plan phylogénétique rend pertinent le choix de cette espèce en garantissant une bonne extrapolation des résultats chez l’homme. Nous utiliserons que des mâles pour notre études pour diminuer les variations dans les réponses immunitaires, et permettra une meilleure comparaison entre nos modèles. Nous utiliserons des rats adultes car cette pathologie survient chez des humains adultes (pathologies non existante chez les enfants).
Neuroprotection des photorécepteurs à cône chez le rat
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
Chaque rat reçoit une seule molécule par une seule voie, soit dix injections sous la conjonctive en un mois, soit six injections dans le vitré étalées sur six mois, soit une injection unique sous la rétine. 3 000 rats vont être utilisés sur cinq ans, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L'électrorétinogramme final dure quarante minutes, avec des électrodes plantées sous la peau des joues et du bas du dos et des lentilles posées sur l'œil, après une nuit passée dans le noir. Le porteur estime que dix rats traités et dix témoins suffisent par molécule, et retient le rat parce que la taille de son cristallin rend l'abord chirurgical de l'œil plus commode.
Objectifs
La dégénérescence maculaire lié à l’âge (DMLA) est une maladie neurodégénérative de la macula, zone centrale de la rétine où sont concentrés les photorécepteurs à cônes. Ces derniers sont indispensables à la vision fine, des couleurs et du contraste. S’ils dégénèrent, le sujet perd l’information visuelle centrale. La DMLA est la première cause de handicap visuel chez les personnes de plus de 50 ans dans les pays développés. Il existe deux formes de DMLA : sèche et humide. A l’heure actuelle, il n’existe aucun traitement curatif efficace pour la forme sèche, qui représente 80 pourcents des cas de DMLA. De nouveaux traitements sont actuellement en essai clinique. Ces traitements sont des antioxydants (vitamine E) ou agissant sur le système immunitaire, mais aucun de ces traitements ne cible spécifiquement le mécanisme de mort cellulaire des photorécepteurs. Ainsi, le but de ce projet est de trouver des molécules protégeant les photorécepteurs à cônes de la dégénérescence. Avant de passer sur un modèle vivant, des tests préalables in vitro (photorécepteurs en culture et explants de tissu rétinien) ont été réalisés pour évaluer les effets neuroprotecteurs potentiels de certaines molécules. Les molécules qui ont démontré un sauvetage des photorécepteurs à cônes ont été sélectionnées. Ces molécules seront testées in vivo sur différents modèles de rat présentant une dégénérescence de la rétine, et seront administrées selon différents modes d’injections oculaires déjà pratiqués en clinique. En fin de traitement, un examen électrorétinographique sera réalisé afin de mesurer l’activité des photorécepteurs à cônes après un stimulus lumineux. La réponse obtenue à cet examen permet une première évaluation de l’éventuel effet neuroprotecteur sur les cônes in vivo. Suite à cet examen, les animaux seront euthanasiés et les yeux prélevés afin de corréler les résultats du premier examen avec une analyse histologique des photorécepteurs à cône ex vivo.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour but d’identifier des molécules qui préviennent la dégénérescence des photorécepteurs à cône. Si une ou plusieurs molécule(s) sont identifiée(s), un traitement pourra ensuite être envisagé pour soigner les millions de patients atteints de dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA), de rétinopathie pigmentaire autres dystrophies rétiniennes.
Procédures
Etape 1 : administration des molécules Nous allons administrer des molécules aux rats, par différentes voies oculaires selon leur pharmacologie. Chaque animal se verra administrer 1 seule molécule par 1 seule voie d’administration au cours de la procédure. -Collyres (sans anesthésie, animal vigile) : 1 goutte 1 à 3 fois par jour en fonction des molécules, pendant 3 mois -Injection sous-rétinienne : sous anesthésie générale, 1 seule injection par animal (durée de la procédure chirurgicale : 15 minutes) -Injection supra-choroïdienne : sous anesthésie générale, 1 seule injection par animal (durée de la procédure chirurgicale : 10 minutes) -Injections intravitréennes : sous anesthésie générale, 1 injection mensuelle pendant 6 mois (soit 6 injections au total par animal) (durée de la procédure chirurgicale : 10 minutes) -Injections sous-conjonctivales : sous anesthésie générale, 1 injection tous les 3 jours pendant 1 mois (soit 10 injections au total par animal) (durée de la procédure chirurgicale : 5 minutes). Suite aux administrations, un examen électrorétinographique (fonctionnement de la rétine sur animal vivant) sera réalisé, sous anesthésie générale, après mise en chambre noire pendant 1 nuit. Etape 2 : électrorétinogramme Des électrodes seront placées lors de l’électrorétinogramme en sous-cutané dans les joues et dans le bas du dos du rat comme prise de terre. Des lentilles cornéennes placées sur l’œil de l’animal enregistreront les réponses rétiniennes. Les électrodes sous cutanées se retirent comme une aiguille. La durée d’un examen électrorétinographique est de 40 minutes par animal. Suite à cet examen, l’animal sera directement euthanasié par une méthode règlementaire, puis des prélèvements oculaires seront réalisés.
Impact sur les animaux
Les animaux pourront ressentir de la peur/détresse au moment des injections intra-péritonéales d’anesthésiants. Les animaux subiront un stress physique/thermique au moment des interventions chirurgicales. Dans les suites post-opératoires, une douleur oculaire du côté de l’intervention pourra survenir et la vision pourra être altérée, pendant quelques jours au maximum.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés, par une méthode réglementaire, puis les yeux seront prélevés pour permettre des analyses histologiques complémentaires.
Remplacement
Les molécules qui seront administrées in vivo ont préalablement été sélectionnées in vitro sur cultures cellulaires et explants de rétines de porc. Ces modèles présentent une dégénérescence des photorécepteurs à cône. Grâce à ces modèles, nous avons sélectionné des molécules ayant une double action : 1) de protection contre la mort cellulaire et 2) de préservation de la structure des photorécepteurs à cône. La fonctionnalité des photorécepteurs ne peut quant à elle être évaluée uniquement sur un modèle vivant permettant un abord thérapeutique local facilement accessible et contrôlable (œil de rat). Dans le cas présent, les tests seront effectués sur un modèle de rat présentant des signes de dégénérescence similaires à celui de l’homme, induite ou congénitale.
Réduction
Dans un souci de réduction, nous avons établi préalablement à l’étude la taille des effectifs utilisés grâce à un calcul de puissance. Nous estimons ainsi que 10 rats traités et 10 rats contrôles seront suffisants. Le nombre d’animaux par groupe est le minimum requis pour obtenir des résultats interprétables et atteindre l’objectif scientifique défini dans ce projet. Toujours dans un esprit de réduction, nous regrouperons les témoins pour les molécules ayant le même véhicule si les expérimentations ne sont pas trop asynchrones. Au total, 3000 animaux seront nécessaires à notre étude sur 5 ans.
Raffinement
Les animaux seront examinés quotidiennement par le personnel qualifié de l’animalerie et/ou les expérimentateurs. Les animaux seront hébergés dans des cages de stabulation avec enrichissement (coton pour le nid, rouleaux en carton), alimentation et abreuvement à volonté. Pour la réalisation des injections oculaires et des électrorétinogrammes, les animaux bénéficieront d’une anesthésie générale associée à une anesthésie locale appliquée directement sur le site opératoire (œil). Un gel hydratant sera utilisé pour protéger la surface cornéenne pendant la procédure. L’anesthésie pouvant provoquer une hypothermie, les rats seront placés sur un tapis chauffant durant toute la durée de l’intervention et en chambre thermostatée de 32 degrés Celsius jusqu’à leur réveil complet. Une nouvelle aiguille stérile sera utilisée pour chaque animal afin de limiter la douleur induite lors des injections. Les animaux seront réveillés de l’anesthésie par administration d’un antidote en fin d’intervention. Nous appliquerons une pommade anti-inflammatoire et antibactérienne suite aux injections intra et péri-oculaires et à l’électrorétinogramme. Pour limiter le stress des animaux lors du changement d’environnement (mise en chambre noire la veille de l’électrorétinogramme), les rats resteront dans leur cage habituelle d’hébergement, avec leurs congénères et l’enrichissement habituel (coton pour le nid, rouleaux en carton), ainsi que nourriture et eau à volonté. Une signalétique particulière pour les animaux en expérimentation est utilisée. Elle permettra une surveillance adaptée des animaux en fonction des points limites définis à chaque procédure afin de s’assurer de leur bien-être. Des critères d’arrêt ou points limites ont été déterminés pour chaque étape de la procédure expérimentale.
Choix des espèces
L’anatomie oculaire chez le rat (notamment taille et volume du cristallin) est beaucoup plus favorable à un abord chirurgical pour délivrance intra- et péri-oculaire des molécules testées, permettant de réduire le nombre d’animaux et d’expérimentations étant donné une diminution du nombre d’échecs. Nous utiliserons des rats chez qui nous induirons une dégénérescence rétinienne et d’autres présentant une dégénérescence congénitale. Les administrations oculaires seront réalisées entre le 6ème et la 8ème semaine de vie pour les rats chez qui nous induisons la dégénérescence. Les administrations oculaires chez les rats avec dégénérescence congénitale auront lieu entre P21 et P45 ou entre 1 et 8 mois de vie en fonction de la lignée (âges respectifs correspondant à la dégénérescence des cônes dans ces modèles).
Développement et caractérisation de nanoémulsions de fénoldopam dans la polykystose rénale autosomique dominante – NANO-PKD
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 16
Six prélèvements sanguins pour chaque rat, trois pour chaque souris, tous réalisés sous anesthésie gazeuse. 16 rats Wistar et 40 souris vont être utilisés, tous tués six heures après le dernier prélèvement pour récupérer leurs organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L'objectif tient en une mesure de cinétique sanguine sur une nanoémulsion de fénoldopam, molécule candidate contre les complications vasculaires de la polykystose rénale. Le porteur mentionne parmi les effets attendus l'exérèse du rein gauche et un gavage, deux actes absents de sa description des procédures, et justifie le recours aux animaux en une seule phrase.
Objectifs
La polykystose rénale autosomique dominante (PKRAD) est une maladie rénale héréditaire ayant une prévalence estimée à 4 sujets sur 10 000 en Europe.1 Dans la PKRAD, le développement de kystes rénaux altère progressivement la fonction rénale aboutissant à une insuffisance rénale terminale chez 1/3 des patients qui représentent 10% des dialysés et des transplantés. Ces patients développent précocement une hypertension artérielle et des complications cardiovasculaires avec une fréquence beaucoup plus élevée que dans la population
Bénéfices attendus
Malheureusement, les effets centraux de la rotigotine restent un frein à son utilisation dans la PKRAD et donc à l’évaluation de cette stratégie pharmacologique sur la structure et la fonction rénale à long terme. Une molécule plus intéressante au plan pharmacologique est le fénoldopam (FENO) qui est un agoniste spécifique des récepteurs DR1 et DR5 ne franchissant pas la barrière hémato-encéphalique. Cette molécule est notamment utilisée aux USA pour la prise en charge des crises hypertensives ou des hypertensions post-opératoires. A ce jour, le FENO est uniquement administré sous forme intraveineuse du fait de son métabolisme rapide et de sa faible demi-vie. Afin d’évaluer dans notre unité l’intérêt du FENO dans la PKRAD, celui-ci a été administré de façon chronique au moyen de mini-pompes chez des souris invalidées pour la polycystine-1 spécifiquement au niveau endothélial (VE-Cadh/Pkd1fl/fl). Celui-ci a permis de restaurer la dilatation-débit dépendante d’artères mésentériques isolées et de prévenir l’augmentation de la pression artérielle induite par la déficience en polycystine-1 endothéliale (Hamzaoui M et al. Hypertension 2022). L’ensemble de ces travaux montre que la stimulation des récepteurs dopaminergiques D1-like constitue une nouvelle approche thérapeutique d’intérêt pour la prise en charge des complications vasculaires de la PKRAD. Dans la mesure où les mécanismes de mécanotransduction sont communs, cette approche pourrait être également intéressante pour ralentir le déclin de la fonction rénale chez ces patients. Cependant, il n’existe actuellement aucun agoniste dopaminergique des récepteurs D1-like ayant des propriétés pharmacocinétiques permettant une utilisation par voie orale pour le traitement de la PKRAD.
Procédures
Des prélèvements sanguins seront effectués 6 fois sur les rats lors de la pharmacocinétique et 3 fois chez la souris . Tout les prélement serons réalisé sous-anesthésie gazeuse (isoflurane 2 %) de courte durée.
Impact sur les animaux
Les prélèvements sanguins et le traitement avec l'inhibiteur pharmacologique de Ezh2, ainsi que l’exérèse du rein gauche pourront occasionner des effets secondaire. Les effets indésirables suite au prélèvement de sanguin sont de la fatigue chez les animaux et le gavage peut induire une petite prostration de l'animal
Devenir
Tout les animaux après le dernier temps de prélèvement au temps 6h serons mis à mort dans les deux procédures pour la récupération des organes et l'analyse des tissus .
Remplacement
Les expériences in vivo ne peuvent pas être remplacées par des études in vitro car nous avons pour but dans cette étude de mettre au point une cinétique sur un produit pharmacologique
Réduction
Nous avons également mis en place une stratégie d’optimisation des prélèvements et des analyses ex-vivo au moment de la mise à mort. De plus, nous avons réalisé des tests statistiques appropriés pour calculer le nombre de souris nécessaires
Raffinement
Les animaux seront maintenus dans des conditions optimales d’hébergement en petits groupes sociaux stables (n=4 pour les rat et n=5 pour les souris ) par cage, dans un environnement stabilisé (température 21°C, hygrométrie 55%, luminosité 100 lux, durée du cycle de lumière (12h/12h)). Tout au long de l’étude, les animaux sont nourris ad libitum et hébergés dans des portoirs ventilés avec de l’enrichissement (plaque de cellulose vierge, tunel, papier krafs et maison en carton). Afin de limiter le stress occasionné par le transport, une période d’acclimatation d’une semaine après réception des souris sera maintenue avant tout début de protocole pour les rats . Des points limites adaptés, une stratégie d’anesthésie et d'analgésie seront mis en place avec un suivi quotidien du bien-être animal. Les animaux seront manipulés régulièrement par les mêmes expérimentateurs pour tendre à une habituation, et nous appliqueront une grille d’évaluation du bien-être animal séparément pour chaque individu (Annexe I).
Choix des espèces
Le choix du rat Wistar pour les premières analyses se justifie par la probabilité importante d’obtenir des prélèvements permettant une analyse pharmacocinétique détaillée afin de réaliser une translation optimale vers l’étude chez les souris transgéniques. Le choix de la souris pour les analyses complémentaires se justifie par l’abondante littérature, sur l’expérience du laboratoire et sur la possibilité de recourir aux animaux transgéniques pour approfondir les résultats du travail (modèle de souris invalidées pour le gène codant la protéine d’intérêt). Afin de permettre une étude pharmacocinétique chez des animaux adultes, avec la possibilité de recueils sanguins suffisants, le poids des animaux sera : -Rats Wistar (N=16) : 400g -Souris C57Bl6J (N=40): 20g
Evaluation de nouveaux traitements dans les modèles de colite induite chimiquement ou par des agents infectieux
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Rats : 2400
Perte de poids d'au moins 20 %, hypothermie, difficulté à respirer, automutilation, absence prolongée de réponse aux stimulus : les points limites retenus disent l'état attendu des animaux. 7 500 souris et 2 400 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, 2 000 souris de plus dans des procédures d'un niveau modéré, tous tués ensuite pour prélever leurs organes. Une colite leur est provoquée par une administration orale, intrarectale ou intrapéritonéale, et le porteur indique qu'ils développeront des signes de douleur, perte de poids et prostration. Il s'agit d'évaluer des molécules, des fibres, des vitamines ou des minéraux, tous décrits comme sans danger, à raison de dix animaux par groupe, ce qui suppose plus de mille groupes expérimentaux pour atteindre 11 900 animaux.
Objectifs
Le projet s’inscrit dans une thématique générale d’évaluation de l’effet thérapeutique anti-inflammatoire de certaines molécules chez la souris ou le rat. Ces études permettront d’évaluer l’efficacité de traitements préventifs ou thérapeutiques sur l’inflammation ainsi que la compréhension des mécanismes associés aux modifications de l’immunité et de l'ensemble des bactéries intestinales de l’individu dans les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin. En effet, le nombre de ces maladies telles que la maladie de Crohn et la colite ulcéreuse s’accroît depuis ces dernières années, en particulier chez les personnes de 20 à 30 ans et chez les adolescents. En Europe, 2.2 millions de personnes sont affectées par les maladies inflammatoires intestinales. Malgré une évolution clinique et une recherche intensive, les causes sont encore mal connues. Il a été clairement établi que ce sont des maladies multifactorielles impliquant des facteurs génétiques, bactériens et environnementaux. Les patients atteints de ces pathologies sont caractérisés également par un déséquilibre intestinal. L’utilisation des traitements actuels ne permet pas de guérir de ces maladies et certains patients deviennent résistants aux traitements actuellement sur le marché. Les travaux envisagés comprennent; l’évaluation de nouvelles molécules, l’évaluation des conditions nutritionnelles, l'apport de fibres alimentaires, vitamines ou minéraux, seuls ou en combinaison, tous considérés comme sans danger. Ces évaluations pourront être réalisées dans des modèles d'inflammation intestinale qui feront l'objet de procédures et qui seront choisies en fonction de leur pertinence pour le mécanisme d'action ciblé par la molécule à tester.
Bénéfices attendus
Ce projet et les composés identifiés pourraient ouvrir la voie à des traitements encore plus adaptés et plus personnalisés des maladies digestives. A terme, nous souhaitons proposer de nouvelles options thérapeutiques pour les maladies digestives qui sont des maladies de plus en plus présentes.
Procédures
Les inductions des colites se feront par differents modes d'administration en fonction des procédures : soit une seule administration par voie orale, intraréctale ou intra-péritonéale. Aucun prélèvement sur animal vigile ne sera effectué et il n'y aura aucune procédure chirurgicale. Les prélèvements sur les animaux se feront uniquement post mortem.
Impact sur les animaux
Du fait de l'administraion aigüe ou chronique de produits induisant une colite, les animaux vont développer des signes de douleurs (perte de poids, prostration). Ces signes seront surveillés pour chaque expérimentation. Les types d'administration (intraréctale, gavage, injection) sont susceptibles également de créer une douleur légère. Ces paramètres seront surveillés en observant l'animal quotidiennemnt dans sa cage.
Devenir
A l'issue de la procedure tous les animaux seront mis à mort selons les réglementations en vigueur afin de prélever les organes d’intérêt
Remplacement
Les interactions entre le microbiote, la barrière intestinale et le système immunitaire sont indispensables pour l’étude des mécanismes infectieux et inflammatoires. L’étude des interactions de nouveaux médicaments ainsi que leur efficacité et l’absence d’effets secondaires implique de disposer d’un modèle mimant au mieux l’écosystème intestinal humain, tenant compte des différences d’absorption, de biodisponibilité et de composition des microbiotes et de l’état inflammatoire induit par la colite et également de modèles mimant spécifiquement la maladie ciblée ainsi que les lésions ou symptômes associés. Bien que des sélections et modélisations in vitro se réalisent en amont, le modèle rongeur reproduit la physiologie des muqueuses digestives humaines pour analyser la dissémination des produits dans les organes cibles, les processus de biotransformation et de détoxification de l’hôte, avec sa composante métabolique et immunitaire, pertinents pour étendre les conclusions à l’Homme. Nos procédures expérimentales ont un caractère de stricte necessité et ne peuvent pas être remplacées par d'autres modèles expérimentaux n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'informations.
Réduction
Dans le respect des règles des 3R, le nombre minimum d'animaux sera utilisé pour garantir une analyse statistique correcte prenant également en compte la variabilité de l'expression des gènes. Les paramètres mesurés seront analysés par des tests non-paramétriques pour petits échantillons (tests de Kruskal Wallis, Wilcoxon, Mann-Whitney, et corrélation de Spearman). Le nombre d’animaux par groupe est de n = 10, qui est calculé sur la base de la puissance statistique des tests utilisés (intégrant la dispersion des valeurs individuelles, déterminés auprès de la littérature et suite à des expériences pilotes). Afin de pouvoir conclure à l'efficacité du traitement, ce protocole n'est mis en place qu'avec des molécules qui ont été validées sur des études in vitro précédentes.
Raffinement
Toutes les procédures induisant une douleur seront réalisées sous anesthésie (intraréctales, intraveineuses etc) durant toute la procédure expérimentale afin de maîtriser et limiter la douleur et la souffrance des animaux. Les animaux seront sous surveillance rapprochée pendant toute la durée de l'étude. Les animaux trouvés dans des conditions moribondes ainsi que les animaux montrant une douleur sévère et montrant des signes de détresse seront mis à mort. Les points limites sont définis selon les Directives de l'OCDE (document ENV/JM/MONO(2000)7) et incluent notamment : perte de poids supérieure ou égale à 20% par rapport au poids initial, une hypothermie, une absence prolongée de réponse volontaire à un stimulus externe comme le bruit, des problèmes ambulatoires empêchant l'animal d'accéder à la nourriture ou à l'eau, difficulté à respirer, automutilation, blessure ou plaie de la plaie etc. Un tableau de suivi a été mis en place en adaptant les points limites au seuil le plus bas. Si les signes persistent au bout de 24H, l'animal sera sorti de la procédure et mis à mort. Afin de réduire le stress des animaux, leur milieu sera enrich avec du matériel de nidification afin qu'ils puissent se cacher et ronger. La sociabilisation avec l'expérimentateur sera plus importante pour les animaux isolés dans leur cage. Les procédures seront réalisées dans une zone calme, différente de la pièce d'hébergement. Pour limiter le stress et l'angoisse des animaux, ils seront manipulés avec délicatesse et sociabilisés (habitués à l'expérimentateur) avant le début de l'étude. L'objectif est de préserver le bien-être des animaux; la satisfaction de leurs besoins physiologiques et comportementaux permettra d'éviter tout biais sur les résultats des expérimentations.
Choix des espèces
La souris et le rat représentent les modèles les plus accessibles et les plus pertinents pour modéliser la physiologie digestive des vertébrés supérieurs à sang chaud; en particulier, le système immunitaire complexe et la diversité des microbiotes sont relativement proches. De plus les modèles de colite sont validés dans ces espèces. Le choix de l'espèce rat ou souris dépendra de l'efficacité de la molécule dans une espèce donnée. En effet, si celle-ci s'avère efficace elle pourra être éventuellement testée dans l'autre espèce afin de montrer une efficacité espèce dépendante. Les animaux seront commandés en fonction de leur poids entre 22 - 25g soit environ 10 semaines. Nous avons besoin d'animaux adultes avec un poids assez élevé contenu de la perte de poids qui sera engendrée par l'induction des colites.
Prévention de la perte musculaire et osseuse liée à la gravité partielle/ à l’inactivité
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système musculosquelettique
Préparer les futures missions lunaires et martiennes : 320 rats vont être utilisés pour cela, 40 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et 280 d'un niveau modéré, tous tués à la fin pour prélever os, muscles et tendons. 160 d'entre eux sont suspendus par le train arrière pendant sept jours, 80 subissant ensuite quatre semaines de suspension partielle en harnais intégral, après sept semaines d'entraînement sur tapis roulant et grille d'escalade. Le porteur indique que cette position provoque une perte de poids et des bouchons d'urine et de semen chez les mâles, et prévoit des frottis vaginaux quotidiens chez les femelles ainsi que jusqu'à quinze injections intrapéritonéales. Les retombées annoncées pour les patients alités ou sédentaires restent au conditionnel, quand il qualifie déjà l'utilisation d'animaux non-humains d'étape "obligatoire" et "extrêmement enrichissante" sur le plan scientifique.
Objectifs
Ce projet est centré sur la mise au point et l’étude de moyens concrets de prévention des pertes de capacités physiques induites par une gravité plus petite que celle de la Terre (hypogravité), en vue de préparer les futures missions spatiales Lunaires et Martiennes. Une approche multidisciplinaire permettra, comme pour les expérimentations humaines réalisées par les agences spatiales française et européenne, d’avoir une approche globale du système locomoteur et d’optimiser au mieux les moyens de préventions. Pour mener à bien ce projet, une collaboration avec quatre laboratoires qui apporteront leurs expertises propres sera mise en place (système osseux, nerveux, musculaire et tendineux). L’expérimentation proposée sur le modèle rongeur devra permettre de mettre en place des recommandations pour une étude clinique humaine future et de proposer des hypothèses de travail pour des recherches en lien avec la sédentarité, mais également de mieux caractériser le modèle d’étude d’hypogravité dans différents domaines de la recherche biologique. Enfin, bien que ces expérimentations soient réalisées dans le cadre du domaine spatial, leurs résultats auront un impact important dans le domaine clinique sur Terre, que ce soit en rapport à des patients souffrant d’alitement prolongé, de sédentarité, de vieillissement, ou de diverse maladies chroniques.
Bénéfices attendus
Les bénéfices de ce projet permettront à la fois d’accroitre les connaissances scientifiques en lien avec l’appareil locomoteur (os et muscle) et l’apesanteur (ou inactivité) et l’hypogravité, mais également d’évaluer des mesures concrètes pour en atténuer les effets néfastes en se basant sur de nombreux travaux antérieurs. En effet, l’inactivité est, dans l’espace mais également sur Terre dans le domaine clinique, un réèl problème en matière de santé publique. Ces expérimentations sont de fait à la fois une étape importante pour réaliser les objectifs de demain dans l’exploration spatiale, mais également un axe de recherche primordiale en matière de santé humaine. De même, ces expérimentations se feront sur des rats males et femelles. Ces résultats pourraient donner lieu à des recommandations importantes lors d’immobilisation, de blessure, d’alitement prolongé dans le domaine clinique, ou encore au cours du vieillissement, ainsi que de mettre en lumière des différences physiologiques notables entre les sexes
Procédures
Les animaux expérimentaux seront soumis à des entrainements sportifs sur tapis de course (1 séance de 20-40 minutes tous les deux jours pendant 3 semaines) puis avec un harnais de suspension (1 séance de 20-40 minutes tous les deux jours pendant 4 semaines) ainsi que sur grille d’escalade (1 séance de 15 minutes tous les deux jours pendant 7 semaines). Parmi eux 160 animaux seront aussi suspendus par le train arrière à l’aide d’un harnais pelvien pendant 7 jours. S’en suivra une suspension partielle (hypogravité avec harnais intégral) de 4 semaines pour 80 animaux. Nous ferons des tests de motricité (2 fois 15 min), de force (2-3mn), de comportement d'exploration (20mn) et des IRM (appareil de résonnance magnétique comme en médecine humaine) (2 min) au total 5 fois maximum durant l’étude. Nous effectuerons des prélèvements de quelques gouttes de sang sur animal vigile par ponction à la queue (comme préconisé par les recommandations en éthique animale), toutes les 2 semaines pendant l’étude, soit 5 fois au maximum. Nous effectuerons des frottis vaginaux tous les jours pour les femelles (acte non invasif) ainsi que des injections intrapéritonéales (15 injections au maximum, incluant l’anesthésie) durant l’étude qui dure 11 semaines. Les séquences d'évènements seront les même que décrite plus haut.
Impact sur les animaux
La principale nuisance à laquelle vont être soumis les animaux durant l’expérimentation sera le stress lié à l’activité réduite par le modèle d’apesanteur (suspension du train arrière) qui peut aussi induire sur les premières 48h une perte de poids ainsi que des bouchons d’urine et de semen (pour les animaux mâles) dû à la position. Le modèle d’hypogravité (gravité paritelle) est de même susceptible de provoquer un stress lié à l’équipement (harnais de suspension). Les animaux seront aussi stréssés pendant les IRMs et légèrement fatigués lors de l’entrainement sur tapis roulant, pendant l’entrainement sur grille d’escalade, pendant l’évaluation de la force d’agrippement. Une faible douleur associée à une piqure d’aiguille sera attendue lors des injections intrapéritonéales et des prélèvements sanguins. Un faible stress pour les animaux femelles sera associé au frottis vaginal (acte non invasif).
Devenir
Mis à mort pour prélévements d’organes et analyses détaillées des tissus d'intérêt (système osseux, musculaire et tendineux).
Remplacement
Dans le cadre de ces expérimentations très spécifiques, il n’existe pas d’alternative à l’utilisation d’animaux étant donné l’absence de modèle cellulaire permettant de mimer les effets de l’apesanteur sur le corps entier. De plus, ces expérimentations ne peuvent pas être directement réalisées chez l’homme. L’utilisation d’animaux est donc ici une étape obligatoire mais également extrêmement enrichissante du point de vue scientifique de par les résultats précliniques très précieux qu’elle génère.
Réduction
Ces expérimentations ont été adaptées pour diminuer au maximum le nombre d’animaux utilisés aux moyens de trois axes de réductions. Le premier axe consiste à regrouper les procédures de 4 équipes de recherches lors d’une unique expérimentation animale, réduisant ainsi par 4 le nombre de rats qui aurait été classiquement employé. Cette centralisation permettra également d’obtenir des résultats bien plus fiables et reproductibles. Le deuxième axe consiste à réutiliser les données de différents groupes contrôles permettant là encore de réduire le nombre de rats de manière importante sans affecter la qualité des résultats. Enfin, le troisième axe consiste à réduire le nombre d’animaux par groupe au moyen d’analyses statistiques réalisées préalablement en vue des effets attendus.
Raffinement
Du point de vue du raffinement, les procédures engagées durant l’expérimentation sont les suivantes : Les animaux sont préalablements habitués aux expérimentateurs (contact et jeux quotidiens) ainsi qu’aux tests physiques. Pour la course sur tapis roulant, l’animal est libre de cesser de courir. Pour les différents compléments alimentaires, ceux- ci sont directement intégrées à la nourriture pour éviter toute injection ou gavage. Les procédures de mise en apensanteur utilisant un harnais sont validées et optimisées, et des soins quotidiens sont réalisés pour prévenir toutes complications. Grâce à un système d'axe mobile les animaux peuvent toujours se déplacer à l'aide de leurs pattes dans la cage durant toutes les phases. De plus, les rats sont deux dans une même cage pour éviter l’isolement social. Pour éviter le refroidissement, la température de la pièce sera de 24° et les animaux auront à disposition des copeaux pour réaliser leur nid. Chaque phase de l’étude possède également des points limites et critères d’arrêts stricts en cas d’évènements potentiellement néfaste pour les animaux en ce qui concerne la douleur, le mal-être etc. Les suivis quotidiens des animaux permettront d’identifier d’éventuels signes de souffrance caractérisés par l’état du pelage, le comportement. La vérification quotidienne des poids corporels et consommation de nourriture sera un paramètre intégré à nos protocoles. Aussi, lors des prélèvements sanguins sur animal vigile la queue sera chauffée dans l’eau tiède pour faciliter le prélèvement. De plus, une aiguille fine sera utilisée. Enfin, les animaux sont sédatés avant d’être euthanasiés par anesthésie terminale pour éviter tout stress.
Choix des espèces
Le rat est privilégié pour de nombreuses raisons. Les espèces de rats et souris sont des espèces se rapprochant de l'humain en ce qui concerne le système musculaire et osseux. Les systèmes cellulaires sont similaires chez l'homme et chez le rat bien qu'il existe des différences subtiles entre les deux espèces. Le rat est une espèce qui nous permet de nous rapprocher, génétiquement parlant, de l’Humain. Ces études chez le rat nous permettront de tirer des conclusions qui pourront être étendues chez l'homme. Celles-ci sont par exemple utilisées lors des missions spatiales pour étudier les effets de la microgravité réèlle. De très nombreuses études ont employé ce modèle et témoignent de sa fiabilité. De plus différents protocole de simulation d’apesanteur et d’hypogravité d’ores et déjà été validés et largement employés, permettant également de pouvoir comparer nos résultats à des résultats pré-établis. Enfin, ces expérimentations se feront aussi sur des rats femelles, afin de combler le manque de résultats indéniable dans la littérature sur ce sexe. Les animaux seront utilisés entre 11 et 22 semaines d’âge. L’expérimentation commencera à 13-14 semaines, ce qui marque le point de maturité de croissance musculaire des rats.
Effets des extraits de fruits ou de feuilles du carambolier (Averrhoa carambola) dans l’hypertension artérielle et le syndrome métabolique chez le rat Wistar
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
Une heure trente de mesure de pression artérielle par rat, autant pour le test de tolérance au glucose, à J7, J21, J35 puis J49 : 78 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils reçoivent chaque jour un gavage d'extraits de feuilles ou de fruits de carambolier, avant d'être anesthésiés puis tués par saignement de l'aorte abdominale pour prélever leurs organes. Le porteur ne mentionne comme nuisances que l'inconfort lié aux complications de l'hypertension ou du syndrome métabolique provoqués et la gêne du gavage. Le choix du rat repose, écrit-il, sur sa "facile prise de poids" sous régime riche et sur la facilité d'induction de l'hypertension, deux atteintes provoquées pour l'occasion.
Objectifs
Une tendance à la hausse des maladies métaboliques a été observée ces dernières années. Au niveau mondial, les maladies cardiovasculaires sont responsables d'environ 17 millions de décès par an, soit près d'un tiers du total des décès dans le monde. Quatre cent vingt cinq millions d'adultes étaient diabétiques en 2017, dont plus de 90 % avaient un diabète sucré de type 2. On estime que 629 millions de personnes seront atteintes de diabète d'ici 2045. Quand à l'hypertension artérielle on estime qu'elle est à l'origine de 7,5 millions de décès, soit environ 12,8 % de l'ensemble des décès annuels dans le monde. Cette étude est faite pour participer à la lutte contre le diabète, maladie métabolique, et l’hypertension artérielle, car leur prise en charge est coûteuse et leurs complications sévères. En effet, Une partie de la prévention de ces maladies peut se faire par la consommation de fruits et de légumes. Parmi les produits d'origine végétale, les feuilles et les fruits du carambolier (Averrhoa carambola) sont très utilisés en médecine traditionnelle brésilienne. Les fruits sont largement consommés pour leurs propriétés gustatives. Ils sont reconnus au Brésil et en Asie pour soigner et prévenir certaines maladies métaboliques. Ce projet vise à évaluer les propriétés préventives et thérapeutiques d'extraits de feuilles ou de fruits dans un modèle d'hypertension artérielle et un modèle de syndrome métabolique chez le rat.
Bénéfices attendus
Ce projet devrait permettre de développer une nouvelle stratégie thérapeutique afin de limiter et/ou prévenir certaines maladies cardiovasculaires ou métaboliques telles que l’hypertention artérielle et le syndrome métabolique, notamment dans les pays africains où le carambolier est disponible. Ce projet pourrait également donner l'opportunité de mieux comprendre les mécanismes d’action des molécules responsables des effets antihypertensifs et antihyperglycémiques des extraits étudiés. De plus, il pourrait mettre en lumière de nouveaux bénéfices de l'utilisation de la A. carambola dans l’alimentation humaine.
Procédures
Les animaux seront soumis à différentes interventions. Un gavage oral avec une sonde souple sera réalisé (30sec) sur tous les animaux (1 fois/jour). La mesure de la pression artérielle pour 6 groupes sur 9 (1h30 par rat). Le test de tolérance au glucose (1h30 par rat), le prélèvement de sang (10 minutes) et la prise de poids (1 minute) pour 9 groupes sur 9. Tous ces actes seront effectués à J7, J21, J35 (et J49 jours seulement pour le modèle de maladie métabolique). Les animaux seront également soumis à des prélèvements d'organes (en fin d'expérimentation) après leur anesthésie puis euthanasie par exsanguination au niveau de l'aorte abdominale. Ces interventions concernent les 78 animaux sur la durée totale de traitement.
Impact sur les animaux
Complications générées par l’hypertension artérielle ou le syndrome métabolique avec inconfort. Une gêne peut être produite par le gavage oral avec une sonde souple.
Devenir
Tous les animaux des lots étudiés sont concernés par l’euthanasie.
Remplacement
Le remplacement des animaux n’est pas possible pour répondre aux questions du présent projet en raison de l’absence de méthodes alternatives (in silico ou in vitro) pour explorer un développement naturel du syndrome métabolique et de l’hypertension et des potentiels effets bénéfiques du traitement.
Réduction
De manière à respecter la règle de réduction, le nombre d’animaux par groupe a été réduit au minimum permettant d’anticiper les différences interindividuelles. Le nombre total de rats utilisés dans le projet est 78 et se repartit comme suit : Pour ce qui concerne l’activité antihypertensive (procédure 2), le nombre de 10 rats par groupe est nécessaire et suffisant pour obtenir des résultats reproductibles et exploitables et réaliser une analyse statistique. Le nombre d'animaux a été calculé en prenant l'estimation de la variation de la pression artérielle avec ou sans traitement et donne 10 animaux par groupe expérimental. Pour ce qui concerne l’effet systémique (procédure 1) et la procédure sur le modèle de syndrome métabolique (procédure 3), le nombre de 8 rats par groupe est nécessaire et suffisant pour obtenir des résultats reproductibles et exploitables et réaliser une analyse statistique. Le nombre d'animaux a été calculé en prenant l'estimation de la variation du poids de l'animal et donne 8 animaux par groupe expérimental.
Raffinement
- Un hébergement qui respecte les recommandations en vigueur, une animalerie contrôlée (température, hygrométrie) et un enrichissement des cages (des tunnels, des morceaux de bois, des fisures de papier Kraft pour occuper chaque individu dans la cage). - Manipulation douce régulière des animaux pour habituation à l'expérimentateur. - Le gavage est réalisé à l'aide d'une sonde souple. - Un suivi régulier des animaux par le personnel animalier (observation quotidienne de l’état général et du comportement, pesées hebdomadaires). - Définition des points limites utilisation d'une grille de scoring de la souffrance et/ou de la douleur chez tous les animaux soumis aux différents traitements prévus dans le projet. Optimisation des protocoles expérimentaux pour chaque procédure afin d’obtenir le maximum d’informations et ainsi une meilleure analyse et pertinence des résultats obtenus.
Choix des espèces
Ne pouvant étudier les effets des extraits de carambole dans un système de culture cellulaire, les animaux rongeurs sont un bon modèle pour l'étude des mécanismes impliqués dans l'obésité par leur facile prise de poids lorsqu'ils sont soumis à un régime riche et l’hypertension par son induction facile. L’utilisation de ce modèle animal permettra aussi d’étudier la capacité de nos produits testés à prévenir le développement des problèmes métaboliques et cardiovasculaires. Les animaux sont utilisés à l’âge de 6-7 semaines. Ces animaux sont des jeunes adultes, stade optimal pour étudier l'impact de nos traitements sur les régimes apportés.
Etude comparée de la qualité alimentaire des protéines d’insectes (Ténébrion meunier) à celles de pois et de la caséine, chez le rat en croissance en situation basale ou entraîné.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système musculosquelettique
60 rats vont être utilisés, 20 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et 40 d'un niveau modéré, tous hébergés seuls pendant les trente-huit jours du protocole. Le porteur écrit que cet isolement affecte le bien-être de ces animaux sociaux en induisant une détresse chronique, que les quarante rats placés quatre jours en cage métabolique à sol grillagé subissent un stress physique supplémentaire, et que l'entraînement quotidien sur tapis roulant de vingt autres se fait sous contrainte. Il s'agit de comparer la qualité nutritionnelle des protéines de ténébrion meunier à celles du pois et de la caséine, en vue de produits destinés aux sportifs ou aux séniors. Tous les rats sont tués à la fin pour analyse de leurs tissus, l'utilisation d'animaux non-humains étant qualifiée d'"absolument nécessaire" faute de pouvoir mener l'essai directement chez l'humain.
Objectifs
Il existe de nombreuses sources alimentaires riches en protéines, en dehors des sources animales. Ainsi, les légumineuses et d’autres denrées alimentaires issues de la transformation de matières végétales sont considérées comme des aliments vecteurs de protéines végétales. Les insectes comestibles suscitent aujourd'hui un intérêt croissant car ils sont considérés comme une nouvelle source prometteuse de production de protéines alimentaires, en raison notamment de leur efficacité dans la conversion protéique, de leur faible empreinte environnementale et de leur abondance. Les insectes sont de ce fait une source émergente et durable de protéines et des entreprises spécialisées commencent à développer des produits à base d’ingrédients protéiques issus d'insectes, comme des barres protéinées pour les individus sportifs. Les insectes sont généralement riches en protéines et peuvent contenir autant, voire plus de protéines que les sources de protéines traditionnellement utilisées. Ces protéines sont considérées comme étant de bonne qualité alimentaire, en raison de leur teneur adaptée en acides aminés indispensables. De plus, l’élevage d’insectes est écologiquement durable car il peut être conduit en utilisant des déchets et sous-produits alimentaires ou agricoles, contribuant ainsi à la réduction du gaspillage. Notre projet s'inscrit dans le vaste cadre du développement de nouvelles sources protéiques adaptées pour l’alimentation humaine, en particulier pour des populations spécifiques comme les sportifs. Nous proposons de comparer la qualité alimentaire des protéines de ver de farine (Tenebrio molitor ou Ténébrion meunier), insecte le plus produit en France parmi les quatre espèces autorisées à la consommation humaine par la Commission Européenne, à celle de la protéine de pois et à celle de la caséine, protéine majoritaire du lait. Notre objectif principal est donc de comparer, chez le rat en croissance ou le rat subissant un entrainement sportif, l’efficacité métabolique de protéines provenant de trois sources différentes : la caséine pour la protéine animale et qui nous sert de référence, les protéines de pois pour celles d'origine végétale, et enfin les protéines d'insectes qui sont notre cible d'étude. Nous souhaitons apporter de nouvelles preuves pré-cliniques montrant que les protéines issues du Ténébrion meunier sont nutritionnellement adaptées au développement de nouveaux produits, tels que des compléments alimentaires pour les individus sportifs.
Bénéfices attendus
En termes de bénéfices attendus, du fait de la composition équilibrée en acides aminés indispensables des protéines de Ténébrion meunier, comparable à celle de protéines animales, nous postulons que le régime à base de protéines de Ténébrion meunier présentera une efficacité métabolique similaire au régime contenant la caséine et régime contenant les protéines de pois en termes de croissance, d’accrétion protéique corporelle et de régulation du métabolisme protéique chez le rat jeune. Nous pensons aussi montrer que l’apport lipidique issu de cet insecte répond aux besoins métaboliques du rat en croissance et permet de maintenir la composition en acides gras des membranes cellulaires. Nous comptons aussi apporter des résultats novateurs sur l’intérêt des protéines (et des lipides) issues du Ténébrion concernant l’efficacité de l’entrainement sur la force et la prise de masse musculaire. En effet, en dehors de leur effet anabolique propre, ces protéines contiennent des acides aminés (leucine, notamment) pouvant activer la synthèse protéique et inhiber la dégradation protéique musculaires, permettant d’obtenir un bilan protéique positif et d’augmenter la masse protéique corporelle au cours de l’entrainement. Dans ce cadre, les critères permettant de qualifier la réussite de notre preuve de concept est le maintien du taux de croissance et de l’accrétion protéique chez le jeune rat et la prise de force et de masse musculaires chez le rat suivant une phase d’entrainement chronique. Au niveau industriel, les données recueillies pourront être utilisées pour entamer une réflexion sur le développement de nouvelles innovations alimentaires que ce soit dans le cadre de l’alimentation générale ou de l’alimentation personnalisée pour les individus sportifs.
Procédures
Les rats seront hébergés en cage individuelle pour contrôler précisément leur consommation pendant toute la durée du protocole depuis leur arrivée à l’animalerie jusqu’à leur mise à mort soit 38 jours au total. Les animaux subiront diverses interventions au cours du protocole. Elles auront pour but de : (1) pour tous les rats, mesurer la composition corporelle sur animal vigile via une technique non invasive peu stressante réalisée 2 fois et d’une durée de 2 minutes à chaque fois. (2) pour tous les rats, mesurer la fonctionnalité musculaire de façon non invasive et sur animal vigile. Cette mesure fait intervenir 3 appareils. Ces mesures seront réalisées sur la base du « volontariat » car il est impossible d’obliger les animaux à réaliser les exercices. L’appareil 1 servira à mesurer la force et sera utilisé 2 fois pour une durée de manipulation de l’animal de 30 secondes à chaque fois. L’appareil 2 permettra d’évaluer l’équilibre et la coordination motrice et sera utilisé 2 fois. La durée dépendra de l’endurance et de la volonté du rat à réaliser l’exercice (5 minutes au maximum). Enfin, l’appareil 3 permettra d’appréhender l’activité ambulatoire totale et ne sera utilisé qu’à la fin du protocole. L’expérience dure 10 minutes et est non stressante. (3) seulement pour les rats non entrainés (groupes CTL, ProtAni, ProtVeg et ProtIns) mesurer la rétention azotée (azote ingérée – azote excrétée) au niveau corps entier. Cette mesure nécessite la récupération de la totalité des fèces et de l’urine produits. Les 40 rats concernés seront hébergés dans une cage métabolique conçue pour permettre cette récupération. La durée du passage sera réduite au maximum (4 jours au total) sans compromettre les résultats du projet. (4) pour les rats entrainés, mesure de l'effet des protéines de ténébrion sur l'entrainement. Pour cela les 20 rats concernés seront entrainés, après un période d'adaptation d'une semaine, sur tapis roulant à raison de 45 minutes par jour et 5 jours/semaine pendant quatre semaines. La vitesse sera incrémentée de 2m/min par semaine pour aller de 10 m/min à 16 m/min). (5) pour tous les rats, mesure de la synthèse protéique dans les muscles squelettiques en fin de protocole. Après avoir été mis à jeun la veille, les 60 rats subiront, le matin, une injection permettant de mesurer la synthèse protéique 50 minutes avant l’euthanasie. Tous les rats seront ensuite mis à mort sous anesthésie générale gazeuse.
Impact sur les animaux
Dès leur arrivée à l’animalerie et durant toute la durée du protocole expérimental, tous les rats (60) seront hébergés en cage individuelle. Cet isolement affectera le bien-être de ces animaux sociaux en induisant une détresse chronique. Les 4 groupes de rats (40 rats) qui séjourneront en cage métabolique pendant les 4 derniers jours du protocole seront soumis à un stress physique et une détresse supplémentaire par rapport à l’hébergement en cage individuelle. En effet, la taille des cages métaboliques est réduite comparativement aux cages d’hébergement standard. De plus, le sol est composé d’une grille qui affecte le bien-être des animaux. Pour les 2 groupes de rats (20 rats) qui suivront un entrainement progressif sur tapis roulant, cet exercice quotidien (5 jours par semaine) peut créer un stress physique et une détresse car effectué sous contrainte.
Devenir
A la fin des 2 procédures, les animaux seront mis à mort afin de pouvoir réaliser les analyses sur les différents tissus prélevés qui permettront de répondre aux objectifs du projet.
Remplacement
L’utilisation d’animaux, dans ce projet, est absolument nécessaire et ne peut être remplacée par l’utilisation de systèmes de culture cellulaire ne permettant pas de mesurer simultanément la digestibilité des différentes sources de protéines, l’évolution de la fonctionnalité musculaire, de la performance et de la mobilité, le métabolisme protéique musculaire, le statut inflammatoire circulant et l'effet de l'entrainement. En l’état, ce projet ne peut pas non plus être mené directement chez l’Homme. Il n'y a pas actuellement de produit à base de ténébrions sur le marché utilisable en l'état pour mener un protocole sur l'Homme. En revanche, à terme, les résultats issus de notre étude pourraient motiver des entreprises agro-alimentaires pour la production de produits destinés aux sportifs ou aux séniors. Il est à noter qu’avant de réaliser les régimes fournis ensuite aux animaux les farines ou isolats protéiques seront analysés d’un point de vue nutritionnel et microbiologique garantissant leur innocuité.
Réduction
Les résultats d’études antérieures menées sur des rats nourris avec des farines produites à partir de protéines de pois ont permis de réduire le nombre d’animaux utilisés à son minimum sans compromettre les objectifs du projet. Le nombre total de rats nécessaires à la réalisation de ce projet est de 60. Pour analyser les résultats des différents paramètres mesurés, nous utiliserons plusieurs tests statistiques adaptés.
Raffinement
Les conditions d’élevage, d’hébergement, de soin et les méthodes utilisées seront les plus appropriées pour éviter et réduire au maximum toute douleur, souffrance, angoisse ou dommage durable que pourraient ressentir les animaux. Les rats seront hébergés individuellement dans des cages Type 3 (425mm x 266mm, soit 1130cm2, et 185mm de hauteur sous grille). Tous les animaux auront un accès illimité à leur régime et à l’eau de boisson. Quotidiennement, l’animalier observera le comportement général de chaque rat, son apparence et contrôlera la présence d’eau et de nourriture. Hebdomadairement, les animaux seront pesés et un contrôle de consommation sera réalisé. L’état général de l’animal sera noté sur le cahier de suivi et l’expérimentateur sera informé de toutes observations anormales. Si un animal présente 3 points limites notables ou 1 point sévère, il sera pris une décision afin de limiter la douleur à son maximum. Les points limites et l’arbre de décision adapté à cette étude sont présentés en annexes 1 et 2.
Choix des espèces
Les animaux utilisés sont des rats Wistar âgés de 4 semaines au début de la mise sous régime car ces animaux présentent un métabolisme très proche de celui de l'Homme tout particulièrement au niveau de notre métabolisme cible, le métabolisme protéique. C’est pourquoi le choix de cette espèce est préconisée par l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO) pour évaluer l’efficacité nutritionnelle d’un régime. Ce modèle est bien connu du laboratoire et de récentes études menées au sein de l’équipe de recherche l’ont utilisé. L’étude vise à évaluer l’efficacité alimentaire et de caractériser l’effet d’un régime à base de protéines d'insecte sur le métabolisme protéique musculaire chez le rat en croissance, sans ou avec entrainement physique. Les animaux seront donc âgés de 4 semaines et seront de poids homogène (environ 300g) au début du protocole. Ils seront âgés de 9-10 semaine à la fin de l’étude en tenant compte des 10 jours d’acclimatation.
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
1 300 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacun hébergé seul en cage pour mesurer précisément ce qu'il mange, avec jusqu'à douze prises de sang hebdomadaires, une injection d'hormone et trois tests de comportement. La réduction des apports en protéines pendant deux à douze semaines doit déclencher une augmentation de la prise alimentaire de 20 à 30 % et un risque d'augmentation de la masse grasse, les tests s'accompagnant de mises à jeun de quinze heures et de privations d'eau de six heures. Tous sont tués à la fin pour prélever le sang, les tissus et les organes. Le porteur affirme qu'il est nécessaire d'étudier d'abord chez le rat les conséquences du rééquilibrage vers les protéines végétales, transition dont les motifs sont, chez l'humain, environnementaux et sanitaires.
Objectifs
La réduction de la consommation de protéines peut entraîner une appétence accrue pour les protéines et une hyperphagie de compensation (c’est-à-dire une augmentation de la consommation d’aliment de 20 à 30% par rapport à la consommation habituelle), observées chez l’animal et suggérée chez l’Humain. Ces conséquences traduisent une forme d’insatisfaction vis-à-vis de l’ingéré protéique qu’il est nécessaire de mieux caractériser pour définir le risque obésogène associé (risque d’augmentation des masses graisseuses dans l’organisme). Les précédentes études de l’équipe ont montré que le comportement alimentaire en réponse à la diminution des apports protéiques varie selon les individus, et que l’hyperphagie pourrait être modulée par les caractéristiques de la ration protéique, plus particulièrement par la qualité des sources protéiques et leur fréquence de consommation. Les objectifs du projet sont : 1) de mieux caractériser le risque d’hyperphagie en réponse à une réduction des apports en protéines, en fonction de la nature des apports en protéines (sources animales/alternatives) et des sensibilités individuelles. 2) de caractériser l’influence de la qualité des sources de protéines (composition en acides aminés indispensables, AAI et acides aminés non indispensables, AANI) et de leur fréquence de consommation (rythme d’apports protéiques sur une semaine) sur l’hyperphagie et le risque obésogène. Pour mieux comprendre ces effets sur la consommation alimentaire, nous étudierons les activités des neurones et des cellules gliales (autres cellules du cerveau) qui peuvent intervenir dans les régions du cerveau générant la faim et la satiété, pour déclencher cette adaptation à la réduction des apports en protéines. Les résultats contribueront 1) à la définition d’une teneur minimale en protéines dans le régime pour prévenir le risque hyperphagique et 2) à la définition du profil en AAI/AANI optimal pour les sources protéiques alternatives à la viande.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de faire progresser les connaissances scientifiques sur la physiologie et le comportement associés à la prise alimentaire chez le rat. Aujourd’hui, la réduction de la consommation de protéines animales et un rééquilibrage en faveur des protéines végétales sont des messages largement diffusés pour des raisons environnementales et de santé. Les sociétés occidentales sont ainsi au début d’une réorientation des préférences alimentaires. Toutes les conséquences de ces réorientations ne sont pas élucidées notamment d’un point de vue de la physiologie et du comportement alimentaire. Il est donc nécessaire de les étudier en amont sur un modèle d’étude, le rat, dont la physiologie et le comportement alimentaire en relation avec la consommation des protéines est proche de l’Humain. En étudiant l’impact des apports protéiques chez le rat, ce projet permettra de fournir des données expérimentales solides pour anticiper les conséquences d’une transition alimentaire chez l’Humain et contribuer à l’établissement des recommandations pour la santé humaine notamment en termes de qualité et quantité des protéines ingérées.
Procédures
Seuls 2 types d'interventions seront réalisés sur animal vigile (1300 rats au maximum) : les injections d’hormones (réalisées chacune en moins de 30 secondes, au maximum 1 par procédure et par rat) et les prises de sang (maximum 1 par semaine, durant 4 à 12 semaines, et par rat, d’une durée généralement inférieure à 2 minutes, et au maximum inférieure à 5 minutes) seront réalisées par un manipulateur expérimenté pour cet acte technique. Des tests comportementaux permettant d'évaluer l'activité locomotrice, l'état émotionnel et les capacités mnésiques et cognitives seront réalisés pour chaque rat (maximum 3 tests par rat, d’une durée maximale de 15 minutes par test).
Impact sur les animaux
L’hébergement en cages individuelles pour les mesures de consommation (aliments et boisson en libre accès) peut induire un stress modéré. La réduction des apports en protéines pendant 2 à 12 semaines induit une nuisance légère (induction d'une augmentation de la consommation d'aliments de 20 à 30% par rapport à la consommation habituelle pour compenser la baisse des apports en protéines, associée à un risque d'augmentation de la masse grasse de l'organisme). La mise à jeun (15h maximum) et la privation d’eau (6h maximum) lors de tests de préférence alimentaire et de choix de biberon, peuvent représenter un stress léger pour les rats. Les tests comportementaux représentent un stress léger, dû à la nouveauté de l’environnement et à l’éclairage vif qui fait partie du principe de ces tests. La prise de de sang peut provoquer un stress modéré lié à la contention et une petite douleur de courte durée. Les injections provoquent un stress modéré et une petite douleur mais de courte durée.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin de l’expérimentation pour la collecte de sang et des différents tissus et organes.
Remplacement
Les mécanismes du contrôle de la prise alimentaire chez les mammifères reposent sur l'interaction entre circuits nerveux et hormonaux. La contribution du microbiote intestinal (les populations de microbes qui vivent en symbiose avec l’humain ou l’animal dans son intestin) à ces interactions neurones-hormones a été suggérée. A ce jour il n’existe pas de modèle in vitro (culture cellulaire, culture d’organe) ou in silico (modélisation par calculs à partir de données sur ordinateur) incluant l’ensemble des acteurs du contrôle de la prise alimentaire : les neurones, les hormones, les organes régulateurs (foie) et le microbiote. Chez l’animal vivant, le dialogue entre ces différents partenaires est présent, c’est pourquoi nous utilisons le modèle rat in vivo.
Réduction
Nous avons estimé l'effectif minimal requis pour observer un effet régime avec un test statistique. Pour cela, nous avons extrait la taille de l'effet régime sur différentes variables d'une précédente étude, puis nous avons estimé l'effectif minimal requis. Ainsi, 10 animaux par groupe et par sexe est le nombre minimal de rats pour pallier à la variabilité interindividuelle tout en préservant une puissance statistique correcte.
Raffinement
A leur arrivée dans l’animalerie, les rats ont une période d’habituation de 7 jours à leur nouvel environnement. Le bien-être animal sera pris en compte avec un hébergement enrichi et un suivi quotidien des rats par des agents qualifiés. La manipulation régulière des animaux par les mêmes expérimentateurs pour les mesures du poids et de la prise alimentaire permettra de suivre de manière rapprochée l’état de santé des animaux et de détecter des modifications éventuelles de leur état physique ou de leur comportement. Pour limiter l'impact de l'hébergement individuel, les rats sont placés dans des cages en plexiglas transparentes qui permettent les interactions visuelles. Les rats demeureront dans la même pièce que leurs congénères, avec lesquels ils restent en contact olfactif, visuel et auditif (vocalises). Afin de limiter encore l’impact de l’isolement, les cages seront enrichies au moyen de tunnels (opaques ou transparents), d’une tasse renversée, de support de gamelle vide. Une rotation des objets d’enrichissement est prévue afin de minimiser l’habituation des animaux à ces objets. Un enrichissement social est également prévu. Les rats seront regroupés par 2 dans des cages collectives durant les week-ends. Ces périodes de regroupement permettront aux animaux d’exprimer leur comportement d’interaction sociale. Les rats seront également habitués progressivement aux changements de conditions expérimentales (lors des tests comportementaux notamment). Les prises de sang seront réalisées par un manipulateur expérimenté. Des aiguilles spécifiques permettant un écoulement plus efficace du sang seront utilisées, ce qui permet de limiter la durée et le stress engendré par les prises de sang. La mise à mort sera réalisée chez des animaux préalablement anesthésiés. Enfin, des points limites seront appliqués, au-delà desquels les animaux seront temporairement ou définitivement sortis des procédures.
Choix des espèces
Le rat est un mammifère dont la physiologie et l’anatomie digestives et le comportement alimentaire (c’est un omnivore), notamment la prise quotidienne en plusieurs repas séparés, sont comparables à ceux de l'Humain. Le rat est un modèle reconnu et utilisé par les laboratoires étudiant les mécanismes régulateurs du comportement alimentaire. C’est chez le rat que l’effet des apports en protéines alimentaires sur la faim et la satiété ont été mis en évidence. Les mécanismes cellulaires cérébraux qui contrôlent les sensations de faim et de satiété ont également été mis en évidence d’abord chez le rongeur et en particulier chez le rat. Les animaux employés sont de jeunes rats de 4 à 6 semaines au début de l’expérience. Cela correspond au sevrage et au stade de prépuberté. A ce stade de développement, les besoins en protéines des rats sont les plus élevés pour assurer leur croissance. Cette période cruciale est donc idéale pour étudier l’impact des apports en protéines et le comportement alimentaire associé. De plus, les populations humaines auxquelles l’équipe s’intéresse, à travers ce modèle animal, sont les adultes jeunes, cible privilégiée en termes de transitions alimentaires et de risque obésogène.
Prélèvement de tissu pour caractérisation génotypique lors d’étude de pathologies neurologiques/neuromusculaires
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
Rats : 3125
Issus des élevages d'un institut qui étudie les maladies neurologiques et neuromusculaires, 28 125 souris et 3 125 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chacun subit un poinçonnage de l'oreille de moins de vingt secondes pour prélever le tissu qui servira au génotypage, 10 % au maximum en subissant un second. Le porteur présente ce tri génétique comme un moyen d'ajuster la production d'animaux au plus juste des besoins des projets de l'institut. 21 874 animaux sont gardés vivants pour être réutilisés ou pour maintenir les lignées, environ 9 375 étant tués parce que leurs caractéristiques génétiques ne correspondent à aucun usage prévu.
Objectifs
Différentes maladies maladies neurologiques, telles que des pathologies neurodégénératives (Alzheimer, Parkinson, ...), psychiatriques (dépression, schizophrénie, …), neuromusculaires (myopathies), ou modèle de régénérescence neuronale sont étudiées dans l'Institut afin de comprendre ces pathologies et de développer des traitements. Pour ces études, des modèles animaux porteurs de modifications génétiques sont utilisés, ainsi que des animaux controles. L'objectif de ce projet est l'identification des modifications génétiques (appelée "génotypage") des animaux issus de nos élevages afin de constituer des groupes homogènes et de taille adaptée pour les études ultérieures, aussi bien pour les animaux controles que pour les animaux modèles des pathologies.
Bénéfices attendus
L'identification des modifications génétiques portées par chaque animal permettra de le placer dans le bon groupe (groupe controle ou groupe présentant la pathologie), et d'adapter les procédures d'élevage au plus juste du besoin des utilisateurs. Les animaux issus de nos élevages seront ainsi caractérisés génétiquement de façon fiable et reproductible, assurant ainsi une utilisation à bon escient des animaux dans les différents projets de l'Institut.
Procédures
Les animaux subiront un petit prélèvement rapide de tissu par poinceau à l'oreille, ou ailleurs si ce n'est pas possible. Il sera réalisé en parallèle de l'identification. Un maximum de 10% des animaux subira un second prélèvement. Chaque prélèvement durera moins de 20 s.
Impact sur les animaux
Le prélèvement pourra induire de la douleur et du stress chez les animaux. Ils seront réduits au maximum en étant réalisés par du personnel formé et qualifié, avec un geste rapide et précis.
Devenir
La majeure partie des animaux seront gardés en vie pour 1- le placement en utilisation continue ou la réutilisation dans une procèdure expérimentale afin de répondre à une autre question scientifique ou 2- assurer le maintien de la lignée et utilisés pour la reproduction. Les animaux dont les caractéristiques génétiques ne leur permet pas d'être placés dans la procédure expérimentale pour laquelle ils ont été produits, ou d'être reutilisés dans une autre procédure, ou d'être utilisés pour le maintien de la lignée seront mis à mort. Du fait de la complexité des caractéristiques génétiques recherchées (animaux porteurs de plusieurs modifications génétiques simultanément), ce nombre est estimé au maximum à 30% des animaux produits, soit 9375.
Remplacement
L'identification des modifications génétiques portées par chaque anaimal utilisé ensuite dans les projets de recherche est une caractéristique propre à chaque animal et ne peut être réalisé que sur les animaux produits pour ces différents projets, cette production étant adaptée au plus juste des besoins de ces projets grace cette identification.
Réduction
La production des animaux sera réalisée pour chaque lignée au plus juste des besoins dans le projet de recherche qui suivra la production, et l'identification des modifications génétiques de chaque animal produit permettra de limiter cette production au nombre précisement requis dans chaque groupe expérimental. Le calcul du nombre d'animaux requis dans chaque procédure est réalisé avec des méthodes statistiques. Des schémas d'accouplement sont mis en place pour limiter la production des animaux, en produisant principalement les animaux utiles. Une conservation sous forme congelée (sperme ou embryons) est réalisée pour les lignées pour lesquelles la production en continue n'est pas nécessaire.
Raffinement
Le prélèvement de tissu, d'une taille très réduite, sera réalisé par du personnel formé, selon une méthode rapide et éprouvée afin de limiter le stress et la douleur chez l'animal. La cicatrisation du point de prélevement sera suivie au cours des jours suivant le prélèvement. En parallèle, des méthodes de prélèvement non invasives seront testées, avant d'envisager ultérieurement leur mise en place en routine, l'analyse sur prélèvement sanguin comme réalisé chez l'homme n'étant pas transposable à la souris ou au rat.
Choix des espèces
Pour la plupart des pathologies étudiées dans l'Institut, des modèles murins ont été développés par modification génétique, et ce sont donc ces modèles murins qui seront utilisés pour leur pertinence avec la pathologie correspondante chez l'homme. Le prélèvement pour l'identification des modifications génétiques sera réalisé principalement entre 7 et 28 jours après la naissance. Toutefois, quelques animaux pourront être prélevés à l'age adulte principalement pour une confirmation des données génétiques, ou à un âge plus précoce que 7 jours s'il est important d'avoir ces informations plus précocement.
Réalisation des travaux pratiques d’une formation règlementaire aux bases fondamentales de la chirurgie expérimentale avec utilisation de rongeurs vivants.
- Formation professionnelle
Rats : 85
85 souris et 85 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tués dès la fin de la phase de réveil. Chaque animal subit une ovariectomie par voie latérale, opération pouvant durer une heure et demie, réalisée par un stagiaire, avec un risque de délabrement des tissus en cas de gestes mal exécutés et d'hémorragie en cas d'hémostase manquée. Aucune connaissance n'est produite, la finalité étant de satisfaire l'obligation réglementaire de formation à la chirurgie expérimentale, à raison d'un rongeur par participant et de deux animaux supplémentaires par session en cas de décès pendant l'opération. Le porteur décrit une formation qui se déroule d'abord sur substituts synthétiques, cuisses de poulet et cadavres de rongeurs, avant de conclure que la chirurgie des tissus vivants et vascularisés reste "indispensable".
Objectifs
Les formations spécifiques en expérimentation animale constituent une obligation réglementaire à laquelle doivent se soumettre tous les acteurs de la recherche in vivo afin d’acquérir les outils nécessaires à la mise en place d’une démarche éthique prenant en considération la sensibilité animale. Ces formations ont pour objectif de sensibiliser les personnels impliqués afin de minimiser les contraintes imposées aux animaux lors des procédures expérimentales. Ceci implique notamment, pour les personnes amenées à concevoir ou à réaliser des interventions chirurgicales dans le cadre des projets scientifiques, l’obligation réglementaire de suivre un enseignement théorique et pratique à la chirurgie expérimentale. Le projet ci-présent soumis concerne les travaux pratiques d’une formation à destination de ces personnes, aux bases fondamentales de la chirurgie expérimentale avec utilisation d’animaux vivants, qui s’inscrit dans ce cadre réglementaire et éthique et a été soumise à l’avis de la CNEA, Commission nationale pour la protection des animaux utilisés à des fins scientifiques et l’approbation du Ministère chargé de l'Agriculture.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont le bon niveau de formation des personnes réalisant des procédures chirurgicales sur l’animal de laboratoire, le respect des dispositions réglementaires relatives aux compétences des personnels, ainsi que la diffusion d’une culture de la bientraitance des animaux.
Procédures
Les animaux sont d’abord soumis à une anesthésie : Après contention de l’animal, le stagiaire effectue une injection intrapéritonéale unique d’un anesthésique, et une injection sous-cutanée d’un analgésique afin de raffiner au mieux la technique et d’éviter toute douleur à l’animal. (30 secondes). Sous anesthésie, Ils sont ensuite préparés pour la chirurgie de façon aseptique. Cette préparation dure environ 30 minutes. La procédure chirurgicale réalisée est une ovariectomie par voie latérale. Cette procédure chirurgicale dure au maximum 1h30. A la fin de la procédure chirurgicale, l’animal est placé dans une cage individuelle pour la surveillance de son réveil. Cette phase dure au maximum 30 minutes. La séance de travaux pratiques sur animaux a une durée totale de 3h30, débutant par la préparation des chirurgiens, du matériel, des animaux et se terminant par le rangement de la salle. La durée de la chirurgie, depuis l’induction de l’anesthésie jusqu’au réveil est de 2h30 maximum et elle n’est réalisée qu’avec une seule fois sur chaque animal.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables possibles durant l’intervention sont : - un délabrement des tissus lié à des gestes chirurgicaux incorrectement réalisés - une hémorragie en cas de mauvaise réalisation de l’hémostase - une souffrance liée à une monitoring insuffisant de l’anesthésie
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à la fin de la procédure chirurgicale. Cela est justifié par le fait que le suivi post-opératoire sur plusieurs jours ne peut pas être intégré à la formation et que l’utilisation d’animaux ovariectomisés n’est pas prévue dans un autre projet.
Remplacement
Diverses méthodes sont mises en œuvre au cours de la formation pour remplacer l’animal. Ainsi, la première et majeure partie des travaux pratiques se déroule sur substituts synthétiques inertes ou pièces de boucherie (cuisses de poulets) et cadavres de rongeurs issus d’euthanasies indépendantes des besoins de la formation. L’utilisation de substituts synthétiques inertes ou pièces de boucherie est un atout pour les participants et les intervenants qui peuvent ainsi rapidement se concentrer sur les gestes chirurgicaux, sans avoir à gérer les contraintes inhérentes à l’accès en animalerie et au suivi d’animaux opérés, disposer aisément de leurs notes et supports vidéo ou Power point. En outre, les participants peuvent s’entraîner et répéter, à leur rythme, les gestes chirurgicaux, sans avoir le stress de la surveillance du respect de l’asepsie, de l’anesthésie et des fonctions vitales de l’animal vivant. Cela favorise la sérénité et la confiance dans l’apprentissage de la chirurgie expérimentale. Néanmoins, l’observation des réactions physiologiques lors de l’anesthésie et l’apprentissage de la chirurgie des tissus vivants et vascularisés ne peuvent être reproduits par des méthodes alternatives et restent indispensables pour finaliser une formation efficiente. Cette formation a été validée par la Commission nationale pour la protection des animaux utilisés à des fins scientifiques (dite CNEA) et le Ministère en charge de l’Agriculture.
Réduction
Afin de réduire le nombre total d’animaux utilisés à des fins scientifiques, nous utilisons préférentiellement des animaux de réforme ou surnuméraires présents dans l’établissement qu’il est prévu d’euthanasier dans la semaine présents dans l'établissement. Dans le cas où de tels animaux ne seraient pas disponibles en quantité suffisante au moment de la formation, des animaux de réforme peuvent être demandés à un élevage agréé. Nous réduisons également au maximum le nombre d’animaux utilisés pour chaque stagiaire : Pour la partie sur animal vivant, un seul rongeur par participant (rat ou souris, fonction des besoins pédagogiques exprimés par les participants) est utilisé pour la réalisation d’une chirurgie complète. 2 animaux supplémentaires sont prévus à chaque session, dans le cas où un décès surviendrait avant la réalisation complète de la chirurgie par un ou 2 stagiaires (problème lors de l’anesthésie ou atteinte d’un point limite lors de la chirurgie). Dans un esprit de réduction, les 2 animaux surnuméraires, si non utilisés, pourront être utilisés par la suite pour du training en interne, ou des prélèvements de matrice pour bioanalyse. Afin de limiter également le nombre de participants, la formations n'est dispensées qu’aux personnes ayant l’obligation réglementaire de la suivre du fait de leurs missions professionnelles. L'établissement prévoit jusqu'à 2 sessions de formation par an avec 17 animaux par session soit 170 animaux (souris ou rats) sur 5 ans.
Raffinement
En termes de raffinement, nous nous efforçons toujours de limiter au maximum le stress des animaux en commençant les travaux pratiques sur animaux en dernière partie de formation. Dans l’attente, les animaux sont gardés dans une salle d’hébergement et ne sont amenés en salle de travaux pratiques qu’au dernier moment. Toutes les techniques enseignées font d’abord l’objet d’une démonstration et d’un apprentissage sur support inerte ou animal mort afin de remplacer l’animal vivant par des méthodes alternatives tant que l’apprentissage des gestes n’est pas suffisamment bien maîtrisé pour pratiquer sur animal vivant. Pour limiter toute douleur per-opératoire, un analgésique adapté est administré aux animaux opérés dès l’induction de l’anesthésie et sa durée d’action couvre la totalité de la procédure chirurgicale et de la phase de réveil. Les animaux sont euthanasiés dès la fin de la chirurgie et observation des phases du réveil, leur évitant ainsi toute douleur post-opératoire prolongée. Enfin, l’encadrant veille tout au long de la séance de travaux pratiques au respect de l’éthique et de la bientraitance des animaux, il sensibilise en continu les stagiaires au raffinement des techniques (manipulation atraumatique et aseptique des tissus, lutte contre l’hypothermie, soins post-opératoires…) Les personnes encadrant les travaux pratiques sont particulièrement attentives à tout signe de douleur ou de détresse. Si un animal présente des signes de souffrance, la procédure chirurgicale en cours sera immédiatement interrompue et une personne compétente prendra la décision adéquate pour l’animal (euthanasie si nécessaire).
Choix des espèces
Cette formation a pour vocation de dispenser tous les concepts inhérents et indispensables à toute chirurgie expérimentale (asepsie, anesthésie, analgésie, respect des structures anatomiques, choix du matériel, principe des sutures, suivi des animaux…). Les notions enseignées sont applicables à toutes les espèces de mammifères utilisés à des fins scientifiques. Néanmoins, les rongeurs étant très majoritairement utilisés dans la recherche in vivo, certains concepts sont particulièrement développés pour les rongeurs, et les travaux pratiques sont réalisés sur rongeurs également. Le choix de l’espèce (souris ou rat) correspond aux espèces principalement hébergées dans notre établissement, et aux besoins pédagogiques exprimés par les participants. Les animaux sont au stade adulte, à partir de 8 semaines ou au-delà, leur âge n’a pas d’importance pour ce projet.
Explorer ou exploiter? Etude comportementale et contribution de l’axe cortico-striatale
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Rats : 568
La restriction hydrique s'arrête quand le poids descend sous 85 % de celui mesuré avant privation, seuil vérifié deux fois par jour. 812 souris et 568 rats sont privés d'eau pour être poussés à chercher des gouttes, 428 d'entre eux dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, les autres un niveau modéré. Une partie subit des lésions excitotoxiques du striatum par une chirurgie de une à deux heures, qui provoquent une hypophagie de 24 à 48 heures, ou des injections de virus dans le cerveau suivies de une à quatre injections de CNO, et les rats courent sur tapis roulant pour accéder aux récompenses. Tous sont tués pour examen histologique du cerveau, le porteur affirmant qu'il n'existe pas d'alternative non animale tout en construisant des modèles mathématiques qui simulent leur comportement.
Objectifs
Dans leur vie quotidienne, les humains et de nombreux autres animaux sont continuellement confrontés au dilemme d’effectuer/optimaliser des actions qui conduisent à l’obtention de récompenses (exploiter) ou de naviguer plus aléatoirement dans leur environnement pour acquérir de nouvelles connaissances sur des sources de récompenses alternatives, au risque de perdre du temps et de l'énergie (explorer). La compréhension des mécanismes qui contrôlent ce compromis entre exploitation et exploration est lacunaire, à la fois au niveau comportemental (quels sont les paramètres qui contraignent le comportement exploratoire versus exploitatif des animaux et quels aspects de leur comportement sont modulés) et des circuits neuronaux impliqués. Le but de ce projet est donc double. Tout d’abord, il sera de mieux caractériser le comportement d’exploration et d’exploitation de souris et de rats dans des situations expérimentales relativement éthologiques (compte tenu des contraintes associées aux expériences en laboratoire). Dans ce projet nous proposons de développer deux nouvelles tâches dites de "foraging" dans lesquelles des rongeurs doivent adapter leur balance d'exploration/exploitation (rester ou partir) en réponse à des manipulations de la dynamique des récompenses (timing et quantité) et de l'effort nécessaire pour exploiter et explorer. Ensuite, nous proposons de tester l'hypothèse selon laquelle différentes régions et circuits cellulaires le long de l'axe corticostriatal jouent un rôle clé dans la modulation du compromis entre exploration et exploitation, en contrôlant la sensibilité des animaux au temps et à l'effort. Plus précisément, nous examinerons comment l'activité des neurones de projection du striatum dorsomédian contrôle le comportement exploratoire et est finement régulée par la plasticité des entrées corticales et des circuits inhibiteurs locaux. De même, nous examinerons le rôle des neurones de projection du striatum dorsolatéral dans les phases d’exploitation et leur modulation par la plasticité des entrées corticales et des circuits inhibiteurs locaux.
Bénéfices attendus
Les mécanismes qui contrôlent les comportements d'exploitation et d'exploration sont généralement mal compris, et pourtant, ils régissent non seulement la manière dont les êtres humains prennent des décisions et dépensent de l’énergie (la leur lorsqu'ils font des efforts physiques et celle produite par la biosphère), mais aussi le fonctionnement de nos sociétés de consommation, qui est actuellement remis en question en raison de la surexploitation de certaines ressources. Notre projet sur la souris et le rat n'a pas la prétention d’être directement transférable au comportement humain, mais il semble que certains principes qui gouvernent le compromis entre exploration et exploitation soient communs chez les mammifères, en particulier les notions d'effort et de coût du temps, qui poussent parfois les animaux à gaspiller leur énergie sans bénéfice apparent immédiat et qui favorisent les récompenses immédiates. Ce projet utilise des rongeurs pour pouvoir effectuer des manipulations fines de contraintes comportementales (effort demandé, complexité des décisions, contraintes temporelles) dans des conditions relativement éthologiques. Ces manipulations sont cruciales pour comprendre comment ces contraintes influencent le compromis exploitation/exploration. Ensuite, l'utilisation du rongeur va également nous permettre de pouvoir faire le lien avec des circuits neuronaux qui peuvent être impliqués dans certains comportements pathologiques. En effet, notre équipe s’intéresse au rôle des circuits cortico-striataux dans les prises de décisions et le contrôle moteur, et le dysfonctionnement de ces circuits a été associé non seulement à des pathologies telles que la maladie de Parkinson (qui est caractérisée par un mélange de déficits moteurs et motivationnels) mais aussi à un grand nombre de comportements compulsifs (boulimie, etc.). Notre projet a donc pour objectif de mieux comprendre le fonctionnement d'une région du cerveau impliquée dans un grand nombre de maladies. Enfin, nous développons une approche éthologique du comportement animal qui se fonde sur le comportement de recherche de nourriture (foraging) qui est commun aux rongeurs et aux humains. Le développement de nouveaux tests comportementaux peut déboucher sur une amélioration générale de l'étude et la compréhension du comportement des rongeurs en laboratoire et une meilleure translation des résultats obtenus vers l'être humain.
Procédures
Les animaux vont subir des tests de comportements (foraging). En général les animaux feront 2 à 3 sessions par jour. Pour les souris les sessions durent 10 à 15 minutes. Pour les rats 1h. Les tests de comportements s'étaleront sur plusieurs semaines sans jamais excéder 2 mois chez la souris et 4 mois chez le rat avec des pauses le week-end. Certains animaux vont aussi subir une chirurgie pour réaliser des lésions excitotoxiques. Ces chirurgies dureront entre 1 et 2 heures. Certains animaux vont aussi subir une chirurgie pour injections des virus permettant des expériences de chémo-génétiques (DREADDS). Ces chirurgies dureront environ 1 heure. Pendant les expériences de comportement, ces animaux recevrons des injections IP de CNO pour activer les DREADDS et moduler l'activité des neurones ciblés. Entre 1 et 4 injections (espacées d'au moins 3 jours) seront effectuées en fonction des protocoles et des questions posées .
Impact sur les animaux
La manipulation d'une souris ou d'un rat par un expérimentateur est une source de stress de courte durée. De même, l'exposition à un nouvel environnement est généralement une source de stress passagère. L'utilisation d'un tapis roulant peut également être une source de stress. Les tests de comportement de foraging (recherche de nourriture) que nous développerons sont basés sur la recherche de gouttes d'eau. Pour reproduire les conditions naturelles de foraging, ces tests nécessitent une restriction hydrique, ce qui entraîne inévitablement un stress. Indépendamment de la durée des expériences de comportement, la restriction hydrique sera limitée à 5 jours consécutifs, avec des pauses de 2 jours les week-ends, où les animaux auront accès ad libitum à l'eau et à la nourriture. La durée des expériences de comportement variera en fonction des protocoles, entre 2 semaines et 2 mois. Les chirurgies permettant l'injection de virus (manipulations chémogénétiques) seront réalisées sous anesthésie générale profonde (voir détails plus bas) et nécessiteront des traitements pour limiter au maximum les douleurs post-opératoires. Les lésions neurotoxiques du striatum réalisées sous anesthésies générales sont connues pour induire une hypophagie pendant 24 à 48 heures après la chirurgie. Les expériences de manipulations chémogénétiques nécessiteront des injections intra-péritonéales de CNO.
Devenir
A l’issue de toutes les procédures, les animaux seront mis à mort afin de faire des examens histologiques de leur cerveau. Ces examens sont nécessaires pour quantifier l'expression des virus injectés (procédure #4) et la taille des lesions excitotoxiques (procédure #3 ) lorsque les animaux ont terminé les tests de comportements (procédures #1-2), ainsi que pour vérifier l'absence de malformation anatomique (les 4 procédures). Pour les souris destinées aux expériences d' électrophysiologie in vitro, la mise à mort est nécéssaire pour prélever le cerveau et réaliser les tranches.
Remplacement
Il n'y a pas d'alternative non-animale pour comprendre les mécanismes contrôlant le compromis exploration/exploitation. Nous allons cependant utiliser des modèles mathématiques pour analyser et simuler le comportement des animaux. Nous pourrons donc tester la validité de ces modèles et les modifier/améliorer. L'avantage des modèles est qu’ils permettent de réaliser des expériences in silico et de limiter le nombre d'animaux (voir ci-dessous). Ils permettent une quantification des données plus rigoureuse.
Réduction
Sans résultats préliminaires, il est impossible de prédire la taille des effets et donc le nombre d'animaux. Cependant en utilisant des analyses statistiques non paramétriques et des tests générant des intervalles de confiance (permutation et/ou bootstrap) et en se basant sur nos expériences antérieures, des groupes entre 8 et 20 animaux (moitié mâle, moitié femelle) devraient être largement suffisants. Clairement, nous ne nous attendons pas à ce que tous les animaux se comportent de la même manière. L'utilisation de modèles mathématiques pour capturer le comportement permet de bien caractériser cette variabilité interindividuelle et de faire des analyses de corrélations entre variables neuronales et comportementales. Là encore, un nombre d'animaux compris entre 8 et 20 doit permettre de voir apparaître des tendances de corrélations et le nombre d'animaux sera ajusté (si besoin un avenant sera fait).
Raffinement
Stress lié à la manipulation des animaux pendant les tests de comportement. Les animaux seront habitués progressivement à l’expérimentateur. Des sessions de familiarisation à l’environnement sont prévues. Pour les expériences chez le rat, la seule difficulté sera d'entraîner les animaux à traverser ce couloir lorsque le tapis roulant est en marche. Les animaux seront entraînés progressivement en commençant par des vitesses lentes. Le Stress lié à la restriction hydrique sera limité de deux manières. Les animaux recevront une quantité suffisante d'eau tous les jours. La durée et la difficulté des sessions comportementales seront adaptées à leurs besoins hydriques. Le poids des animaux sera vérifié quotidiennement, le matin et le soir, pour garantir qu'il reste stable et ne descende pas en dessous de 85 % du poids de l'animal avant la restriction hydrique. En cas de dépassement de cette limite, les animaux auront accès à de l'eau par leur biberon en quantité ad libitum, et ils ne reprendront les tests que si leur poids est supérieur à 85 % du poids avant la restriction. Pour les animaux subissant des injections intra-cérébrales de virus ou des injections d'agents excitotoxiques , les douleurs seront limitées par une chirurgie sous anesthésie générale, complétée par des antalgiques locaux et des analgésiques pré/post-chirurgie. Les rongeurs seront surveillés très attentivement en postopératoire pendant quelques heures (isolement avec lampe et couverture chauffante). Des injections de buprénorphine seront réalisées, en tenant que leur effet n'excède pas 12h. La cicatrisation et l’état général de ces animaux seront suivis attentivement tous les jours. Les points limites seront respectés si une souffrance est détectée (voir description des procédures). Suite aux lésions excitotoxiques du striatum, les animaux présentent typiquement un hypophagie pendant 48h. De la nourriture plus appétente est proposée dans la cage (croquettes mouillées, gelée énergétique). Pour limiter le stress associé aux injections IPs: 1) Avant les injections, les animaux seront habitués aux procédures 2) Si approprié (surtout pour les rats), les animaux seront brièvement anesthésiés (Isoflurane) et l’injection sera réalisée sur l’animal endormi. 3) Nous réduisons au minimum le nombre des injections intrapéritonéales.
Choix des espèces
La souris sera utilisée car il existe des lignées transgéniques qui permettent de cibler des circuits neuronaux spécifiques pour les manipulations chémo-génétiques. Les souris sont des "natural foragers". De plus, une partie du projet nécessite d'étudier la plasticité cortico-striatale après l'expérience d'une tâche de foraging avec différentes balances d’exploration/exploitation, avec des préparations ex-vivo établies chez la souris. Le projet s'intéresse à manipuler l'effort que doivent fournir les animaux pour obtenir des récompenses à l'aide d'un tapis roulant et d’examiner l’effet de ces manipulations sur les décisions et le contrôle de locomotion. Ces manipulations sont facilement réalisables sur le rat. Dans le futur, nous pourrions être amenés à faire des enregistrements d’activité électrophysiologique sur l’animal en comportement ce qui plus facile à faire chez le rat (stabilité des implants). Il est donc important que le travail comportemental soit fait sur cette espèce. Pour les expériences purement comportementales (avec on sans perturbations neuronales), les souris seront de jeunes adultes entre 8 et 14 semaines (handling à 8 semaines, durée maximale des tests de comportements : 6 semaines). Les rats auront entre 8 et 10 semaines au début des expériences (handling). La durée des tests comportementaux variera entre 1 et 2 mois (en fonction des paramètres manipulés). Certains rats les tests comportementaux avant et après lésions donc ils auront 6 mois à la fin de l'expérience. Les souris qui passeront les tests de comportement et qui seront utilisées pour les expériences d’électrophysiologie ex-vivo auront entre 5 et 7 semaines au moment des enregistrements électrophysiologiques et seront donc entraînées dans le test de foraging de P30-P45. L’utilisation de souris plus jeunes est nécessaire afin de maximiser le succès des expériences d'électrophysiologie ex-vivo (quantité et qualité des enregistrements en patch-clamp ex-vivo).