Souris

Gavées jeunes et vigiles avec une bactérie isolée de patients atteints de cancer colorectal, 576 souris génétiquement prédisposées développent des tumeurs coliques jusqu'à leur mise à mort, 65 jours après le gavage. Toutes sont tuées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur attend un amaigrissement, une anémie visible aux pattes blanches, des phases de diarrhée ou de constipation, du sang dans les selles et un prolapsus, suivis par un système de score de douleur. Il décrit les actes infligés en trois lignes, "chaque geste technique dure quelques secondes", sans préciser le nombre de prélèvements sanguins ni la dose bactérienne administrée.

Objectifs

Ce projet a pour but de poursuivre les études sur les mécanismes d’action d’une bactérie capable de sécréter une toxine,, dans la carcinogénèse colorectale. En effet, l’infection par cette bactérie isolée de patients atteints de cancer colorectal accélère le développement tumoral dans un modèle murin prédisposé à développer ce cancer .

Bénéfices attendus

Les résultats obtenus pourraient permettre de mieux comprendre les mécanismes de l'interaction bactéries-hôtes sur la carcinogénèse et d'étudier les voies de signalisation cellulaires/moléculaires impactées. A long terme, les résultats générés par ces recherches devraient permettre de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques en ciblant la colonisation bactérienne

Procédures

Chaque geste technique dure quelques secondes et est réalisé par un personnel formé. Des prélèvementsde sang sont réalisés à différent temps sous anesthésie gazeuse . Un gavage est réalisé sur souris vigiles jeunes.

Impact sur les animaux

Plusieurs effets indésirables liés au développement tumoral et à l'infection sont attendu L’expérimentateur contrôlera quotidiennement le comportement général de l’animal durant toute la durée de l’expérimentation (de la naissance à la mise à la mort, soit de J-36 (naissance) à J65 (mise à mort), J0 étant le jour de gavage). Une baisse d’activité, de locomotion, une perte de poil, une posture voutée, une anémie (pattes blanches) et un amaigrissement sont attendus. Au niveau digestif, l’expérimentateur pourra également observer des phases de diarrhée ou de constipation, un hyper toilettage anal ou à l’inverse un orifice souillé, du sang dans les selles et un prolapsus.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort

Remplacement

L’expérimentation animale est indispensable pour ce projet car il n’existe pas de méthodes alternatives pour évaluer les effets de la colonisation bactérienne sur le développement tumoral. Il n'existe aucuns modèles d'infections chroniques sur cellules.

Réduction

Le nombre d’animaux est réduit au minimum dans la mesure ou cela ne compromet pas les objectifs du projet. En effet, des expérimentations antérieures réalisées au laboratoire ont mis en évidence une forte variabilité du modèle, de la colonisation bactérienne post gavage et de son maintien au cours du temps. Néanmoins, suite à une meilleure connaissance du modèle et à une formation interne du personnel à la technique de gavage, le nombre d’animaux par lot a été réduit au minimum. Le nombre de 8 souris par lot permettra donc d’analyser statistiquement les résultats de colonisation bactérienne, de perméabilité intestinale et le développement tumoral observées dans les différents lots. Toutefois, si l’analyse statistique suivant la première manipulation permet de réduire le nombre d’animaux, nous prendrons, bien entendu, ces résultats en compte pour définir l’effectif des manipulations suivantes.

Raffinement

Pour réduire au minimum les nuisances sur le bien être des animaux, plusieurs mesures spécifiques seront prises. Tout d’abord un suivi renforcé des animaux. L’expérimentateur contrôlera quotidiennement la présence d’eau / de nourriture et observera le comportement général de l’animal (activité, locomotion, état du poil, prostration, vocalise, sang, anémie…etc). Cela permettra de repérer d’éventuelle anomalies comportementales et de traiter rapidement tous signes de douleurs par des antalgiques fort, utilisés dans le traitement des douleurs cancéreuses. Enfin, si les douleurs ne sont pas soulagées par les antalgiques, une mise à mort anticipées de l'animale sera réalisée. L'évaluation de la douleur sera réalisée grâce à un système de score et le suivi des animaux sera réalisé par une personne formée en interne et désignée compétente au suivi de ce modèle murin prédisposé à développer des tumeurs.

Choix des espèces

Nous avons choisi de travailler en modèle murin car la physiologie intestinale reste similaire à celle de l’homme. En effet, ce modèle animal présente plusieurs avantages pour l’étude du développement tumoral : -La mutation du gène est retrouvée dans 80% des cancers colorectaux chez l’homme -Les souris développent spontanément des tumeurs au niveau ducôlon -Il est représentatif des relations entre cellules tumorales et cellules de l’environnement tumoral -Il s’agit du modèle le plus proche de la physiologie humaine et le plus représentatif de l’interaction entre microbiote et tube digestif. Également, ce modèle nous a déjà permis de conclure de manière satisfaisante sur les questions scientifiques dans un contexte de cancer colorectal. De plus, nos animaleries sont adaptées à la prise en charge de ce type d’animaux. Le matériel utilisé est conforme aux règles du bien-être animal (cages, enrichissements, température, cycle jour/nuit) et le personnel a suivi une formation adaptée à la gestion et à la prise en charge de ces animaux. L’étude sera réalisée chez les souris femelles adultes. Les animaux seront gavés à l'âge de 6semaines (20-25 g). L’objectif est de réaliser l’expérience sur des animaux adultes et suffisamment jeunes puisque la durée totale de l’expérimentation est estimée à 50 jours

Départager trois candidats vaccins contre le cancer du sein triple négatif avant un développement chez l'humain : 46 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour le prélèvement de leurs organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit une injection unique dans le muscle de la patte, puis une prise de sang à l'œil sous anesthésie gazeuse avec collyre anesthésiant. Le porteur écrit qu'un produit ne peut pas passer en clinique sur la seule base de résultats obtenus in vitro et qu'il est donc "obligé" de recourir à un vertébré. Il annonce des points limites précoces et une surveillance de la motricité de la patte injectée, sans préciser ce qui déclencherait l'arrêt de la procédure.

Objectifs

Le développement de vaccins thérapeutiques contre le cancer, ciblant de nouvelles molécules sur les cellules tumorales (antigènes tumoraux), est indispensable afin de répondre à un besoin médical urgent pour les patients qui ne répondent pas aux traitements conventionnels. Un premier vaccin thérapeutique évalué chez la souris a donné des réponses prometteuses, mais il n’est applicable qu’à un nombre de patients restreints. L'objectif de ce projet est de développer un vaccin thérapeutique qui utilise un plus grand nombre de cibles et qui soit efficace sur une plus large population. Trois nouveaux candidats ont été conçus et nous voulons évaluer dans un modèle murin leur capacité à induire une réponse immunitaire spécifique et de comparer ces réponses à celles obtenues avec le 1er candidat vaccin. Le but de cette étude est de sélectionner le candidat le plus efficace pour poursuivre un développement clinique chez l’homme.

Bénéfices attendus

En cas de résultats positif, cette étude permettra La sélection d’un vaccin thérapeutique optimisé validant une nouvelle option thérapeutique pour les patients qui ont épuisé les possibilités de traitement conventionnel.

Procédures

Pour réaliser l’injection intra musculaire des candidats vaccins, la souris est maintenue environ 20 secondes. Une seule injection de 50µL est effectuée par animal. Un prélèvement sanguin sera réalisé sur animaux anesthésiés , l’animal est maintenu immobile environ 50-60 secondes (15 secondes pour l’application de l’anesthésique puis 45 secondes pour le prélèvement). Une prise de température en rectal pourrait être effectuée en cas d’apparition de signes cliniques sur animaux vigiles, la souris serait maintenue en contention environ 40 secondes.

Impact sur les animaux

L’injection dans le muscle de la patte devrait entrainer une douleur temporaire légère. Le prélèvement sanguin au niveau l’œil pourrait entrainer une douleur temporaire ou une gêne pour l’animal. Il sera de ce fait effectué après anesthésie générale et application d’un collyre anesthésiant).

Devenir

A la fin de la procédure, les animaux seront mis à mort afin de prélever certains organes. Ces organes vont permettre d’évaluer les réponses immunitaires induites par les candidats vaccin

Remplacement

Les objectifs de ce projet étant de sélectionner le meilleur candidat d’immunothérapie pour un développement clinique d’un vaccin chez l’homme, il est donc indispensable de respecter les obligations réglementaires, à savoir qu’un produit ne peut pas passer en clinique en se basant uniquement sur des résultats générés in vitro. Ceci implique que l’évaluation de l’efficacité des candidats doit se faire dans un organisme entier. Il n’existe pas de méthode alternative in vitro susceptible d’apporter le même degré d’information pour répondre à ces objectifs. L’utilisation des invertébrées ne semble pas judicieuse en raison d’un système immunitaire très différent de celui d’un vertébré. Nous sommes donc obligés de faire appel à un vertébré communément utilisé pour ce type d’étude, la souris

Réduction

L’utilisation d’un outil statistique permettant de définir le nombre d’animaux nécessaires et suffisant pour démontrer une différence entre les groupes a été utilisée. Par ailleurs, un nombre optimal d’échantillons et de données seront collectés pour chaque souris pour utiliser un nombre minimal d’animaux nécessaire pour répondre à l’ensemble des questions de l’étude.

Raffinement

Les animaux sont acclimatés à minima une semaine au sein de l’animalerie avant le début de la procédure et seront gardés en groupe. Des points limites précoses ont été définis pour cette étude. La motricité des animaux sera surveillée après administration du traitement par voie intramusculaire dans la patte. Le prélèvement sanguin à l’œil se fera sur animaux anesthésiés (anesthésie gazeuse et après application d’un anesthésique local). En cas d’apparition de signes cliniques (, une prise de température sera effectuée. En cas de fièvre, une administration d’un antalgique sera effectuée.

Choix des espèces

Le modèle murin est un bon modèle pour tester les candidats vaccins car son système immunitaire est bien décrit et proche de l’homme. Des souris adultes de plus de 7 semaines seront utilisées afin de travailler sur des animaux ayant un système immunitaire mature. De plus, les réactifs nécessaires sont largement disponibles. Il n’existe donc pas de méthode alternative susceptible d’apporter le même degré d’information. En effet, l’utilisation des invertébrées ne semble pas judicieuse en raison d’un système immunitaire très différent de celui d’un vertébré. Nous sommes donc obligés de faire appel à un vertébré communément utilisé pour ce type d’étude, la souris.

Les 470 souris de ce projet, de la souche NMRI nude athymique, sont immunodéprimées et reçoivent sous anesthésie une greffe de cellules cancéreuses humaines sous la peau du flanc. Elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour tester des anticorps couplés à des drogues censés éliminer les cellules tumorales sénescentes. Chacune reçoit ensuite une injection intraveineuse par semaine pendant 2 à 6 semaines, puis une ponction dans le cœur sous anesthésie, et toutes sont tuées à l'issue, une souris portant une tumeur au flanc ne pouvant entrer dans un autre protocole. Le porteur écrit que la greffe et les injections peuvent "engendrer un stress et une douleur", et annonce une surveillance pour que les souris ne subissent "aucune souffrance".

Objectifs

La sénescence est un processus biologique naturel qui intervient en protégeant les cellules contre des stress cellulaires comme le raccourcissement des télomères, les dommages à l’ADN ou encore le stress oxydatif. Durant certains processus naturels, comme par exemple l’embryogénèse, la senescence a un rôle fondamental. Cependant, l’accumulation de ces cellules sénescentes dans l’organisme au cours du temps conduit à l’émergence de pathologies que l’on retrouve majoritairement chez les personnes âgées. Par exemple, les fibroses comme celle du foie, des poumons, des reins ou du coeur, le cancer, les maladies neurodégénératives ou l'arthrose sont des ptahologies directement liées à l’accumulation de ces cellules sénescentes. L'objectif de ce projet est la mise au point de thérapies innovantes capable d'éliminer les cellules senecentes dans les tumeurs.

Bénéfices attendus

Ce projet permet de valider l'efficacité de nouveaux composés dans le traitement du cancer. Ces thérapies ciblées permettent d'éliminer spécifiquement les cellules senescentes tumorales responsables des mécanismes de résistance aux drogues et de la formation des métastases. De plus, le ciblage des cellules senescentes cancéreuses permettra de limiter les effets secondaires associés aux traitements classiques comme la radiothérapie comme par exemple la formation de tissus fibrotique.

Procédures

Les animaux seront greffés en sous-cutané avec des modèles de lignées cellulaire humaines tumorales. Au début du protocole, les souris seront anesthésiés puis des cellules cancéreuses seront implantées sous la peau au niveau du flanc droit. Puis, les animaux se verront injecter différents produits par intraveineuse, une par semaine, durant 2 à 6 semaines consécutives en fonction de la progression des tumeurs. En fin de protocole, les souris seront anesthésiées afin de permettre une ponction intracardiaque puis euthanasiées.

Impact sur les animaux

Plusieurs éléments peuvent nuire au bien être des animaux et engendrer un stress et une douleur notamment lors des greffes sous cutanées des cellules tumorales et lors des injections intraveineuses.

Devenir

Tous les animaux inclus dans le protocole expérimental seront mis à mort soit en fin de procédure. En effet, les animaux présentant une tumeur dans le flanc ne pourront être réutilisés ou inclus dans un autre protocole.

Remplacement

Ce projet a pour but le développement de potentielles thérapies ciblées pour la traitement du cancer. Ces études in vivo font suite à de nombreux résultats in vitro qui nous permettent d'affirmer que nos nouveaux ADC présentent un réel intérêt thérapeutique. Cependant, à ce stade du développement de nos recherches, l'utilisation de modèles complexes, comme des modèles de xénogreffes, est requise pour pouvoir prouver l'efficacité thérapeutique de nos candidats. De plus, pour le développement préclinique de nos ADC, nous devons apporté la preuve d'une efficacité sur des modèles complexes en plus d'étude de pharmacocinétique précise des molécules en développement.

Réduction

Le nombre d'animaux par groupe a été réduit au maximum tout en maintenant la possibilité d'une analyse statistique des résultats. Etand donné que l'originalité de nos ADC, ces expériences n'ont jamais été faites précédemment dans la littérature.

Raffinement

Nous mettrons en place une surveillance adaptée et individuelle des animaux afin de s'assurer que les animaux expérimentaux ne subissent aucune souffrance. L'apparition de signes évocateurs de souffrance, de mal-être comme la prostation, un comportement erratique ou une altération de l'état général de la souris permettra rapidement, en fonction de la gravité des observations, de procéder soit à une prise en charge de l'animal (administration d'un antalgique) soit à la mise à mort de l'animal concerné.

Choix des espèces

La souche NMRI nude athymique sera utilisée dans l'étude de modèles de xénogreffes de cellules humaines cancéreuses en greffées en sous-cutanée. Il s'agit d'un modèle immunodéprimé avec une courbe de poids homogène et couramment utilisée dans la littérature associée à la recherche en oncologie. Ce souche permettra l'évaluation de l'effiacité anti-tumorale de nos candidats médicaments dans des modèles de xénogreffes exprimant les cibles d'intérêts thérapeutiques. Les souris NMRI athymique nude seront âgées de 6-7 semaines lors de la greffe sous-cutanée pour garantir une prise tumorale homogène.

Une trentaine d'études d'efficacité sur des candidats médicaments contre l'eczéma : 1 150 souris et 1 150 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le dos rasé, ils reçoivent un extrait d'acariens appliqué ou injecté dans la peau jusqu'à neuf fois en trois semaines, puis le produit à tester tous les jours. Pour mesurer le grattage, chaque animal est isolé jusqu'à cinq heures dans une enceinte, et jusqu'à sept prises de sang sont pratiquées en trois semaines, la dernière suivie d'une mise à mort sans réveil. Le porteur justifie le recours aux rongeurs par l'impossibilité de faire apparaître un comportement de grattage in vitro, et annonce des traitements "sans effets secondaires majeurs" pour les patients.

Objectifs

La dermatite atopique, ou eczéma atopique, est une maladie inflammatoire chronique de la peau, fréquente chez les nourrissons et les enfants, qui se caractérise par des démangeaisons, une sécheresse de la peau, un érythème et une peau épaisse causés par une perturbation immunitaire, des défauts génétiques et des facteurs environnementaux. En médecine humaine, on estime jusqu'à 20 % des personnes souffrant de dermatite atopique . La sècheresse de la peau, son irritabilité et son hyperréactivité s'expliquent par une diminution des graisses à la surface cutanée. Les patients dits atopiques sont génétiquement prédisposés (terrain familial). Leur système immunitaire est très réactif et leur peau présente une anomalie de perméabilité. Les allergènes environnementaux (poussières, pollens…), normalement bien tolérés, vont alors pouvoir pénétrer plus profondément dans l'épiderme et stimuler de façon excessive le système de défense immunitaire. En particulier, une altération de la barrière cutanée entraîne une sensibilité élevée aux allergènes aériens atopiques, y compris les acariens . Les acariens constituent un vecteur non seulement de protéines allergènes, mais aussi d'adjuvants microbiens qui peuvent tous deux conduire à l'allergie. Dans la dermatite atopique, les lésions liées au grattage (conséquences des démangeaisons), peuvent être responsables de surinfection bactérienne (ex : staphylocoque doré) ou virale (ex : virus de l'herpès) dont les conséquences sur l’état général peuvent être plus ou moins importantes. Le projet concerne des tests d'évaluation de réactions cutanées, de comportements de grattage chez le rongeur. Le modèle de dermatite atopique (induit par des extraits d’acarien) décrit dans ce projet cible l'évaluation des effets de substances dans le cadre de développement préclinique de produits pharmaceutiques. Le modèle est mis en place et utilisé afin de tester l'efficacité de médicaments à lutter contre les conséquences directes ou aggravantes (comportement de grattage) de l’allergie aux acariens.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra l'évaluation de nouveaux traitements nécessaires pour améliorer la prise en charge et la qualité de vie des patients, car les traitements actuels présentent des effets secondaires qui peuvent être importants. Par exemple, même si les corticoïdes, appliqués par voie topique ou orale, sont fréquemment utilisés pour traiter de nombreuses affections cutanées, ces derniers ne restaurent pas la barrière que constitue l’épiderme. Leur utilisation est de plus fréquemment accompagnée d’une immunosuppression, ce qui a pour conséquence de prolonger leur utilisation à des doses fortes entrainant ainsi de nombreux effets secondaires (atrophie de la peau, augmentation du risque d’infection). Pour ces raisons, de nouveaux traitements, sans effets secondaires majeurs, sont en développement.

Procédures

Les animaux seront rasés au niveau du dos. 2-3 fois par semaines et pendant environ 3 semaines (soit en 9 occasions maximum), un extrait d’acariens est appliqué ou injecté au niveau de la peau. Cette procédure ne dure que quelques minutes et est réalisée sous anesthésie gazeuse si nécessaire. Les administrations d’éléments d’essai pourront être réalisées tous les jours pendant la durée de l’étude (environ 1 minute par administration). Avant la première application de l’extrait d’acariens, puis à différents jours jusqu'au lendemain de la dernière application, l’épaisseur des oreilles est mesurée et la peau est observée. Cette procédure ne dure que quelques minutes et est réalisée sous anesthésie gazeuse si nécessaire. Les animaux sont placés individuellement dans une enceinte pour évaluer le comportement de grattage, généralement en une occasion et pendant 5 heures maximum. Les jours qui précédent cette évaluation, une ou plusieurs phases d’habituation à l’enceinte d’environ 1 heure sont mises en place. Des prélèvements de sang pourront être réalisés sous anesthésie gazeuse, procédure d’une durée de quelques minutes (7 prélèvements maximum en 3 semaines). Si le prélèvement est effectué en fin d’étude, les animaux sont immédiatement euthanasiés (sans retour à l’état conscient).

Impact sur les animaux

Les phases d’induction de l’anesthésie et de réveil (nécessaires pour la réalisation des administrations, des prélèvements sanguins et des évaluations le cas échéant), tout comme les phases de contentions nécessaires aux administrations substances (produit test) ou d’isolement (évaluation du comportement de grattage, généralement 2 à 5 heures) peuvent être source de stress ou d’inconfort pour l’animal. Des démangeaisons pourraient apparaitre au niveau du site d'application des extraits d'acariens.

Devenir

Dans la procédure, les animaux sont euthanasiés, les prélèvements de peau/oreilles et de sang (pour analyses) ne permettant pas le réveil et le maintien en vie.

Remplacement

Dans le cadre du développement des médicaments testés, des tests in vitro, ont déjà eu lieu avant l'utilisation de l'animal. Ceux-ci constituent un point de départ permettant de générer des données préliminaires et d’effectuer un tri moléculaire pour ne retenir que les molécules présentant une certaine efficacité. Bien que ces tests permettent une réduction significative du nombre de substances à tester (et donc du nombre d’animaux), ils ne reflètent pas la complexité de l’environnement biologique, du système endocrinien et immunologique chez l’Homme, ou l’apparition d’un comportement de grattage. De même, il n'est pas possible de prédire les effets secondaires des substances utilisées. Ainsi, les modèles d'animaux restent indispensables pour valider et optimiser de nouvelles thérapies pour leur utilisation en toute sécurité chez l'Homme.

Réduction

Les mesures de réduction s'intégrant à la règle des 3Rs vont consister à utiliser le plus petit nombre d’animaux possible pour chaque étude permettant d'obtenir des données suffisantes pour interpréter les résultats de façon correcte et d’éviter ainsi une répétition inutile des études. Le nombre d’animaux utilisés pour chaque étude sera optimisé de façon à intégrer dans une même expérience la relation dose-effet et la comparaison par rapport à un groupe contrôle négatif et éventuellement à un contrôle positif (substance de référence ou de comparaison) si cela s'avère pertinent. Selon les données de la littérature, il est estimé qu’un effectif de 8-10 animaux en standard par groupe (nombre d'animaux et groupes variables, selon l’objectif de l’étude) sera nécessaire pour atteindre une sensibilité correcte du test. Une étude comprendra en général 4 groupes et une trentaine d'études sont anticipées. L'analyse statistique prévue repose sur des tests paramétriques adaptés aux objectifs de l'étude. Par ailleurs, des prélèvements terminaux (tissus, organes, sang) peuvent être ajoutés en fin de procédure pour éviter une répétition inutile de l'étude.

Raffinement

Dans le cadre du projet, les mesures de raffinement qui s'intègrent dans la règle des 3Rs, vont consister en un suivi des points limites permettant de d'euthanasier tout animal présentant des signes de douleur, de souffrance ou d'angoisse (incluant une surveillance de l'aspect général, un suivi de poids). De plus, les animaux sont manipulés fréquemment par des techniciens formés et attentifs et suivis par le vétérinaire. Il est également mis en place un enrichissement complet dans leur hébergement, sous la forme de jouets, litière, objets de nidification, objets à ronger ou mastiquer, présence de congénères.... En cas de doute, une évaluation approfondie sera réalisée quotidiennement jusqu'au retour aux paramètres physiologiques normaux ou attendus ou jusqu’à atteinte des points limites. Tous les points limites et leur cotation sont décrits dans un formulaire interne. Cette observation faite par du personnel formé inclut une surveillance de l'aspect général, l’aspect du pelage, des yeux, la posture, les réactions de l’animal sous stimulation, la respiration, l’appétit, l’état d’hydratation, les tremblements ou convulsions… Une évaluation interne impliquant la cellule de bien-être animal pourra permettre de réévaluer et d’adapter à postériori la catégorie si nécessaire. Prises dans leur ensemble, ces mesures tendent à limiter la variabilité des données.

Choix des espèces

Aujourd’hui encore, les rongeurs (souris et rats) demeurent essentiels pour étudier la dermatite atopique, comprendre les mécanismes moléculaires de la pathogenèse de cette affection cutanée et étudier l'efficacité de nouveaux traitements. Tous les animaux seront utilisés après 4 semaines de développement (après sevrage) que ce soient des rats ou des souris conformément à la bibliographie scientifique.

Deux chirurgies, d'une heure puis d'une heure quarante-cinq, pour implanter des électrodes dans le cerveau, une électrode sous la peau du thorax et une canule dans le nez. 128 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour l'analyse histologique de leur cerveau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles passent ensuite jusqu'à trois heures par jour la tête fixée sur une roue pendant une semaine, certaines étant entraînées une à deux heures par jour pendant plusieurs mois à une tâche auditive, avec des jets d'air et des goûts amers comme stimuli aversifs. Une partie reçoit des substances qui augmentent l'anxiété ou la sensation de panique, que le porteur ne nomme pas, en indiquant seulement que la hausse du stress dure "au maximum quelques heures".

Objectifs

La perception, implicite ou explicite, que nous avons de l’état de notre corps repose sur un sens, appelé interoception. Ce sens participe à réguler nos états affectifs (émotionnels ou motivationnels) et donc affecte les décisions que nous prenons. En conséquence, une dérégulation de cette perception peut être liée à des maladies psychiatriques. Cependant les bases neuronales qui nous donnent accès à l’interoception sont mal connues. Nous ne savons pas par exemple quelle région de notre cerveau représente notre fréquence cardiaque ou respiratoire et avec quelle précision. L’objectif de ce projet est d’une part d’étudier comment le cerveau représente ces informations. D’autre part, nous testerons si cette représentation est modifiée dans des conditions liées à l’anxiété ou les crises de panique. Pour ce faire nous administrerons des agents pharmacologiques utilisés en psychiatrie qui augmentent ou diminuent respectivement le niveau d’anxiété ou de panique de l’animal. Finalement, nous évaluerons ci cette représentation est modifiée pendant la prise de décision. Pendant ces expériences, le nombre d’animaux nécessaire et le nombre de sessions d’enregistrement seront réduits grâce à l’utilisation de systèmes d’enregistrement de point permettant d’acquérir une grande quantité de données en peu de sessions. De plus, nous raffinerons le protocole en utilisant des traitement anesthésiques et analgésiques adaptés, administrés selon des points limites clairement établis à l’avance et évalués à l’aide de grilles d’évaluation. Nous développerons et calibrerons des méthodes d’enregistrement non-invasifs pour la respiration qui pourront aussi être utile pour la communauté plus largement. A chaque étape, puisque nous enregistrons non seulement le comportement de l’animal mais aussi son état corporel, nous disposerons d’un suivi fin et en temps réel de son état. Ce projet permettra de mieux comprendre notre capacité à percevoir notre corps et contribueront, à plus long terme, à la meilleure compréhension de la participation de notre corps aux états affectifs et à établir comment cette perception intéroceptive peut être dérégulée.

Bénéfices attendus

Il existe de nombreuses hypothèses suggérant que notre corps influence notre état émotionnel et donc les décisions que nous prenons. Ceci découle en partie de l’expérience subjective du lien très fort entre notre état émotionnel et notre corps mais également de mesures en laboratoire qui ont montré que l’état de notre corps et comment nous le percevons varie avec nos émotions. De plus lorsque cette perception du corps dérégulée, des troubles psychiatriques peuvent résulter. Celles-ci peuvent être liées à une intéroception de précision réduite (autisme, trouble du déficit de l’attention) ou hypersensible (anxiété, syndrome de l’intestin irritable). Cependant les zones cérébrales qui sous-tendent cette perception et comment elle est modifiée dans des états émotionnels normaux et pathologiques reste mal connu. Ce projet permettra d’identifier des mécanismes par lesquels le cerveau représente ce que nous percevons de notre corps (par exemple : quelle est notre fréquence cardiaque ? quelle est notre fréquence respiratoire ?). En particulier nous pourrons identifier où dans le cerveau ces informations sont représentées et avec quelles précision. De plus nous testerons si la façon dont notre cerveau représente notre corps est modifié dans deux conditions : d’une part dans des états liés aux crises de panique ou l’anxiété (grâce à l’utilisation d’agents pharmacologiques utilisés en psychiatrie) et d’autre part lors de la prise de décisions difficiles suscitant des émotions. Une retombée concrète du projet sera de mieux connaître quelles régions corticales encodent l’état de notre corps. Ceci peut permettre de cibler plus efficacement les études de neuro-imagerie chez l’humain qui étudient ces déficits intéroceptifs. De plus, ces mesurer l’impact d’agents pharmacologiques utilisés dans le cas de maladies psychiatriques sur la représentation neuronale de l’état corporel. Ceci permettra d’évaluer si ces agents agissent directement sur la perception du corps, permettant de préciser leurs mécanismes d’action.

Procédures

Tous les animaux sont soumis à deux chirurgies pendant lesquelles nous implantons des électrodes cérébrales, une électrode sous-cutanée au niveau du thorax et une canule nasale. Les chirurgies durent respectivement 1h et 1h45 maximum et sont séparées d’au moins 5 jours ou plus pour que l’animal récupère un état ‘normal’ d’après notre grille d’évaluation. Tous les animaux sont également soumis à des sessions d’enregistrement allant jusqu’à 3h par jour pendant un maximum de 7 jours. Pendant ces sessions, les animaux sont maintenus en contention mais peuvent exprimer divers comportements (course sur une roue, sommeil, toilettage). Un sous-ensemble d’animaux sont également entraînés dans une tâche auditive pendant une à deux heures par jour sur une durée pouvant aller jusqu’à plusieurs mois selon la vitesse à laquelle les animaux acquièrent la tâche. A la fin des procédures, les animaux subissent une chirurgie sans réveil pour prélévement du cerveau.

Impact sur les animaux

Suite à la chirurgie, les animaux peuvent présenter une activité réduite et ressentir une douleur légère à modérée au niveau de la zone opérée en fonction de la réponse aux traitements antalgiques administrés. Le protocole de contention peut engendrer l’inconfort chez l’animal, surtout lors des premières sessions d’habituation. Un sous ensemble d’animaux recevra l’administration d’agents pharmacologiques liés à l’anxiété ou les crises de panique. Parmi ces agents, 2 ont tendance à diminuer soit l’anxieté soit la sensation de panique . Les 2 autres ont tendence à augmenter soit l’anxiété soit la sensation de panique. Dans ce cas, nous utilisons des doses calibrées pour que l’augmentation du stress dure au maximum quelques heures. Pendant le protocole, l’animal sera soumis à de brefs stimuli légèrement aversifs (goût amer ou jet d’air) qui pourront engendrer une gêne.

Devenir

A la fin de chaque procédure, l’animal est mis à mort afin de réaliser l'analyse histologique du cerveau.

Remplacement

Le projet vise à comprendre comment le cerveau réagit à l’état du corps et donc nécessite une interaction intacte entre les deux, il est donc impossible in vitro ou in silico. De plus, afin de relier l’interoception à l’état affectif, il est essentiel d’effectuer notre étude chez un animal éveillé qui montre une grande diversité d’états et effectue une tâche sensorielle. Finalement, chez l’animal anesthésié, l’encodage neuronal est profondément modifié et le système cardio-respiratoire dans un état très ralenti, totalement différent de l’éveil. D’éventuels résultats obtenus sous anesthésie seraient donc très difficiles à généraliser.

Réduction

Les souris sont particulièrement adaptées à l’étude grâce aux outils performants d’enregistrement électrophysiologies et somatique qui existent. Ces outils permettent d’obtenir très efficacement de grandes populations de neurones et donc de réduire à la fois le nombre d’animaux et le nombre de sessions d’expérience nécessaire pour échantillonner les différentes régions d’intérêt. Nous avons un protocole adapté à cette diminution : - L’utilisation d’électrodes implantées « en aigu » permet d’enregistrer à un endroit différent chaque jour et donc de couvrir efficacement une grande zone anatomique - Nous utiliserons des électrodes qui contiennent un grand nombres de sites d’enregistrement. Ceci augmente l’efficacité de la récolte de données.

Raffinement

Hébergement : Les animaux ont accès à un enrichissement (dôme, coton) et sont hébergés ensemble sauf s’il y a de l’agressivité entre individus dans quel cas ils peuvent être isolés. Chirurgie : Nos procédures sont optimisées pour diminuer la souffrance et le risque anesthésique. Pendant la chirurgie, l’état de l’animal est suivi à intervalles réguliers pour adapter le niveau d’isoflurane. De plus un analgésique systémique et une analgésique locale sont administrées avant et après l’intervention. En post-opératoire, les animaux reçoivent une analgésie supplémentaire ajouté dans l’eau de boisson ou Dietgel pendant 5 jours) et les animaux sont suivis quotidiennement. Manipulations : Les animaux seront d’abord habitués à la manipulation manuelle nécessaire pour les transporter jusqu’à l’environnement de l’expérience. Toute manipulation par la queue sera évitée. Contention en tête fixée : L’animal est habitué en augmentant progressivement les durées. De plus, il est placé sur une roue où nous avons observé des comportements divers (sommeil, course, toilettage) dans des proportions similaires à un animal libre de ces. A chaque session la respiration, l’activité cardiaque et la température sont enregistrés et le comportement de l’animal suivi par vidéo. La mesure de toutes ces variables permettra, en temps réel, de surveiller très finement l’état de l’animal. Développement de procédures raffinées : Pendant ce projet nous enregistrons la respiration avec une canule intranasale, ce qui nécessite une chirurgie invasive. Nous essayerons de raffiner ce protocole en mettant en œuvre des mesures non-invasives de la respiration : soit avec un capteur externe de pression soit par suivi vidéo en caméra thermique des narines de l’animal. La canule intranasale étant la méthode de référence donnant les informations les plus précises, nous devons d’abord calibrer les autres méthodes contre celles-ci avant d’éventuellement utiliser ces nouvelles approches moins invasives. Utilisation de statistiques adaptées : Les analyses statistiques utilisées dans cette étude seront basées sur le nombre de neurones enregistrés et non le nombre d’animaux. Puisque nos méthodes permettent d’enregistrer un grand nombre de neurones par session et par animal, ceci permet d’acquérir une grande puissance statistique avec peu d’individus. Nous utiliserons des statistiques paramétriques et appariées.

Choix des espèces

Il est essentiel d’utiliser un mammifère dans cette étude puisque le système cardio-respiratoire est radicalement différent chez les invertébrés ou les amphibiens et reptiles (pas de poumons, pas de flux d’air nasal ou buccal pour les premiers, non-homéothermes pour les seconds). La souris est un excellent modèle pour acquérir efficacement (donc avec peu d’animaux et dans un temps d’expérience réduit) de grandes populations de neurones parce que les outils d’enregistrement massifs ont été mises au point chez cet animal (implantation aigue d’électrodes multi-sites). De plus, des développements ultérieurs de cet axe de recherche nécessiteront l’utilisation d’outils de manipulation qui reposent sur notre excellente connaissance génétique de la souris. Finalement, l’équipe possède une grande expertise dans la chirurgie et le comportement chez la souris, ce savoir-faire assure une application de qualité des procédures. Les souris étudiées seront adultes (plus de 8 semaines) au début des expériences. A cet âge, leur cerveau a fini son développement, ce qui est critique pour le bon positionnement des implants dans les régions visées.