Depuis 2021, les États membres de l’Union européenne doivent publier sous un format standardisé les résumés non techniques (RNT) des projets d’expérimentation animale autorisés sur leur territoire.
Le système européen ALURES, qui recense ces RNT, est exclusivement en anglais et manque cruellement d’ergonomie (un nouvel outil proposé depuis 2026 résoud partiellement ce problème). L’OXA regroupe donc régulièrement ici les RNT français pour en faciliter l’exploration et la compréhension d’ensemble.
Le contenu des résumés non techniques est rédigé à des fins de communication par les établissements d’expérimentation animale. Ces résumés sont donc soumis, au minimum, au biais de désirabilité sociale, qui peut avoir pour conséquence de mettre en avant de manière détaillée les bénéfices attendus et de limiter les détails et la description des contraintes imposées aux animaux. Par ailleurs, n’étant pas sourcées ni soumises à une relecture par les pairs, les affirmations contenues dans les RNT sur des sujets scientifiques n’ont aucune valeur de preuve, mais fournissent des indications sur le cadre théorique dans lequel les établissements travaillent.
NB. La sélection d’une période temporelle, plutôt que d’une simple date, sera disponible dès que l’extension de filtrage utilisée le permettra.
La durée des projets, disponible dans la base ALURES, n’est pas indiquée ici dans la mesure où elle désigne uniquement une durée prévue d’autorisation et n’apporte aucune information sur la durée réelle des projets.
Documents
Niveau de souffrances
Dernières données ajoutées : 235 projets autorisés en avril 2026 (01/05/2026)
Bases neurales de l’apprentissage social chez le macaque (EU 4/4)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Objectifs
Ce projet est multisite et se déroulera dans 4 établissements utilisateurs. L'apprentissage social permet d'apprendre les conséquences d'un comportement sans expérience directe, mais par l'observation d’autrui. Des situations dangereuses peuvent être évitées et les bénéfices de comportements futurs maximisés. Mon projet de recherche vise à comprendre les circuits neuronaux sous-jacents à l'apprentissage social. Pour cela, il faut comprendre les règles qui le régissent, i.e. l'algorithme derrière ce comportement, et ses bases neurales, i.e. les régions cérébrales et les codes neuronaux permettant l'émergence de ce comportement. L'apprentissage social pourrait être soutenu par un renforcement vicariant, i.e. la valeur du comportement des autres serait mise à jour en fonction du résultat de ce comportement. La différence entre le résultat attendu et le résultat réel d’un comportement de choix permettrait le calcul d’une erreur de prédiction de la récompense observée et la mise à jour la valeur de chaque option comportementale. Cela nécessite deux composantes : représenter le comportement d’autrui et établir une association entre action-résultat de l’action. Les meilleurs candidats pour ces processus sont respectivement le mur médian du cortex préfrontal et le striatum antérieur. Alors que deux singes interagissent dans une tâche comportementale conçue pour étudier l'apprentissage social, je vais 1) enregistrer simultanément l'activité neuronale des structures préfrontales et striatales pour suivre la représentation dynamique des variables d'apprentissage social dans les boucles corticostriatales et 2) manipuler la dopamine, une molécule présente dans le cerveau et impliquée dans l'apprentissage individuel, et évaluer (ou non) son recrutement pendant l'apprentissage social. Ma prédiction est que les structures représentant la valeur des actions observées interagiront avec le circuit d'apprentissage individuel, sous l'influence de la dopamine, et permettront d'apprendre par observation.
Bénéfices attendus
Ce projet portera des bénéfices à différentes échelles. A court et moyen terme, il permettra l’élargissement des connaissances sur les réseaux cortico-striataux impliqués dans les comportements d’apprentissage individuel et social. Le jeu de données récolté sera d’une précision spatiale et temporelle inédite. Les aires corticales et sous-corticales sont généralement étudiées séparemment chez le primate alors que leur communication en boucles récurrentes semble être la clé de l’integration neuronale. L'implication de la dopamine dans l'apprentissage social, qui reste une question centrale dans ce domaine de recherche, sera adressée directement. Les bénéfices succeptibles de découler de ce projet sont de : (i) Caractériser la représentation des variables d’apprentissage social dans le striatum anterieur et le cortex préfrontal médian et de comprendre les dynamiques des réseaux cérébraux. (ii) Comprendre le rôle de la dopamine, une molécule importante dans la communication entre les neurones de ce circuit, dans ces deux types d’apprentissage grâce à l'inactivation de son influence sur le striatum. (iii) Fournir ces jeux de données à la communauté scientifiques pour contraindre/valider/étendre les modèles existants de ces apprentissages. A long terme, et de manière plus globale, ce projet permet (iv) de comprendre les mécanismes neuronaux de comportements qui sont dérégulés dans certaines pathologies touchant la cognition sociale, telles que le trouble du spectre autistique, la schizophrénie ou le trouble déficit de l'attention avec ou sans hyperactivité. La compréhension de ces mécanismes permettra, in fine, (v) d'améliorer et d'adapter des méthodes pédagogiques et d'éducation, prévenant potentiellement l'exclusion sociale. (iv)Cela permettra également une meilleure prise en charge thérapeutique des patients, avec un traitement et un soutien plus fin et efficace.
Procédures
Ce projet est multisite et se déroulera dans 4 établissements utilisateurs (EU). Chaque animal sera soumis aux interventions suivantes : - Déplacement au centre IRM pour acquisition d'images IRM, sous anesthésie pour une durée totale d'environ 2h + 2x10min de trajet (EU1/4). Déplacement dans l'EU2/4 pour acquisition d'images par rayons X, sous anesthésie pour une durée totale d'environ 20min + 2x10min de trajet. - Délacement vers l'EU3/4 pour acquisition d'images, sous anesthésie, 1 fois pour une durée d'envirion 2h + 2x3h30 de trajet. - Chirurgie d'implantation du plot de tête et injection intracérébrales pour une durée d'environ 8h. Si les injections s'allongent dans le temps, l'animal subira une chirurgie séparée pour la mise en place du plot de tête (EU1/4). - Chirurgie d'implantation de chambre d'enregistrement, sous anesthésie, pour une durée d'environ 6h (EU1/4). - La prise quotidienne de l'animal en chaise pour entrainement et enregistrements électrophysiologiques, environ 3h, 5 jours par semaine, ainsi que le contrôle hydrique de quelques mois à plusieurs années (EU1/4).
Impact sur les animaux
Ce projet utilisera des macaques fascicularis. La plupart des étapes de la procédure utilisée sera susceptible de créer une nuisance aux animaux. i) Les premières fois où les animaux seront mis en chaise pour leur venu dans le laboratoire pourront causer du stress lié à la prise de l’animal à l’aide d’une canne et à son déplacement depuis sa cage d’hébergement jusqu’à la chaise primate. Cela durera d’une à deux semaines bien qu’une habituation des animaux à la canne soit préalablement réalisée. ii) La restriction des mouvements de la tête des animaux à l’aide d’un plot de tête sera également source de stress, principalement lors des premières mises en contention. iii) Le contrôle hydrique partiel lié au besoin expérimental pourra engendrer un stress, une déshydratation, une perte d'appétit et en conséquence une perte de poids durant la durée de l’expérience. iv) L’anesthésie et l’intubation de l’animal, nécessaires aux procédures d'acquisitions d'images et de chirurgie d’implantation du plot de tête, la réalisation d’injections intracérébrales et de chambre d’enregistrement pourront créer de la douleur post-opératoire à l’animal durant plusieurs jours, des hémorragies et des infections. v) En post-opératoire, l’animal pourrait ressentir de la douleur et développer une infection liée aux actes chirurgicaux. vi) L'isolement post-opératoire de l'animal (une semaine sans contact physique de ses congénères) pourrait créer du stress.
Devenir
Les animaux seront mis à mort. L'objectif de la mise à mort est de prélever le cerveau de l'animal en fin de projet afin de préciser par une analyse post-mortem la localisation, la spécificité et l'état de préservation des zones cérébrales étudiées.
Remplacement
Le projet implique l'utilisation d'animaux car à ce jour, il n'existe pas d'alternatives expérimentales permettant de répondre aux objectifs. Aucune simulation informatique ou culture cellulaire ne peut remplacer le modèle animal vivant pour l'étude des substrats neuronaux de comportements complexes tel que l’apprentissage social. Les techniques électrophysiologiques utilisées dans le projet, permettant une mesure de l'activité de neurones unitaires, bien qu'utilisées en milieu clinique, restent trop invasives pour être utilisées chez l'homme pour des approches expérimentales.
Réduction
Les procédures chirurgicales prévues comportent un certain risque. Nous prévoyons d'inclure un maximum de six animaux dans cette étude afin de maximiser le nombre de paires d’animaux qui travailleront ensemble dans le box expérimental. Cependant les objectifs de l’étude sont atteignables avec quatre animaux. Si nous obtenons suffisamment de données (neurophysiologiques et séances comportementales) pour une analyse statistique satisfaisante chez quatre animaux, nous n'en utiliserons pas d’autres. Pour chaque animal, l’enregistrement avec plusieurs microélectrodes multi-contacts permettra de mesurer l’activité de populations neuronales dans plusieurs structures corticales et sous-corticales. La richesse des enregistrements multi-électrodes offre la possibilité de réaliser de très nombreux types d’analyses portant sur les potentiels d’actions de neurones isolés (modulation de fréquence de décharges ou de synchronisation entre neurones dans différentes périodes de la tâche ou dans différentes structures), sur les populations de neurones (distribution spatiale de l’activité, moyennes de populations), sur les potentiels de champs locaux (LFP) et sur la synchronisation entre LFP et potentiels d’actions. La répétition des séances d’enregistrement sur plusieurs mois a pour objectif d’augmenter le nombre de neurones différents enregistrés dans chaque structure. Cette augmentation permet d’augmenter la puissance statistique de nos analyses. La durée totale des enregistrements pour un animal est étroitement dépendante de la quantité de neurones enregistrés quotidiennement. De fait, elle ne peut être définie à priori. De même, la qualité et le temps d’expression des DREADDs, même si renseigné dans la littérature comme durant plusieurs mois voire année, ne peut pas être définie à priori.
Raffinement
La cage et volière de l’animal est enrichi de perchoirs, de cordes et de jeux suspendus, pour favoriser les comportements exploratoires de l'animal et aussi le retour à une activité normale en période post-chirurgicale. Après un délai minimal d'une semaine et selon l'état de récupération, l'animal sera sorti en chaise afin de reprendre une routine qui lui est familière. Les méthodes de renforcement positif (training et habituation) seront utilisées afin de réduire le stress des sujets. L'IRM anatomique et le CT-SCAN pre-chirurgicaux permettent de mieux planifier l’implantation de la chambre d'enregistrement, pour bien atteindre les aires corticales et sous-corticales ciblées. L'IRM anatomique, le CT-SCAN et le PET-SCAN seront réalisés sous anesthésie générale afin de s'assurer de l'inconscience de l'animal, réduisant de fait le stress de l'animal lors de la réalisation de la procédure. Lors d'interventions chirurgicales, en plus de l'anesthésie, un analgésique sera administré et prolongé en période post-opératoire. Des points limites précoces et adaptés seront appliqués.
Choix des espèces
Le primate non humain (PNH) sera utilisé pour la proximité anatomo-fonctionnelle des boucles cortico-striatales qu'il partage avec l'humain, notamment les boucles préfronto-striatales qui sont majoritairement représentés chez le PNH par rapport à d'autres mammifères. L’organisation des differentes couches corticales pour la computation intra-aires et les connectivités inter-aires sont particulièrement similaires entre le PNH et l’humain. Les animaux seront préférentiellement utilisés au stade de jeune adulte/adulte. A ce stade du développement, les animaux ne sont plus en croissance et leurs besoins physiologiques sont stabilisés. Cela permet un contrôle plus précis des protocoles expérimentaux, que ce soit en termes de volume des récompenses utilisées pour l'apprentissage par renforcement, de contrôle du régime alimentaire dans la cage ou de localisation des structures cérébrales cibles pour les implants chirurgicaux. Par ailleurs, les animaux étant encore jeunes, ils présentent une meilleure tolérance aux procédures expérimentales et une meilleure récupération suite aux procédures nécessitant une anesthésie. Des animaux plus jeunes mais ayant déjà atteints leur maturité sexuelle pourraient être utilisés pour les premières phases d'habituation et être ainsi jeunes adultes lors du commencement des parties ultérieures de la procédure.
Étude intégrée de la signature miRNA circulante et de l’expression génique synoviale dans un modèle murin d’arthropathie hémophilique B.
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles cardiaques
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système musculosquelettique
Objectifs
L’hémophilie B est une maladie héréditaire rare qui empêche le sang de coaguler normalement. Elle est due à un déficit en facteur IX. Dans les formes les plus sévères, les personnes touchées peuvent présenter des saignements spontanés, en particulier dans les articulations. À force de se répéter, ces saignements entraînent une inflammation puis une dégradation progressive de l’articulation : c’est l’arthropathie hémophilique, une complication douloureuse et handicapante. Aujourd’hui, le diagnostic de cette complication repose sur l’examen clinique et l’imagerie médicale mais cela ne permet pas de repérer les premières atteintes articulaires. C’est pourquoi les chercheurs s’intéressent à des « biomarqueurs » détectables dans le sang, capables de signaler les premiers signes d’inflammation articulaire et de permettre de traiter le patient le plus tôt possible. Parmi ces candidats prometteurs figurent les microARN circulants : de petites molécules présentes dans le sang, stables et faciles à analyser. Ils jouent un rôle essentiel dans la régulation de nombreux gènes dans l’organisme et sont déjà étudiés comme biomarqueurs dans des maladies articulaires. Dans deux études préliminaires menées par notre équipe, nous avons d’abord identifié puis validé deux microARN circulants comme biomarqueurs potentiels de l’arthropathie hémophilique sévère chez des patients hémophiles. Nous avons ensuite mis en évidence, chez des souris hémophiles B, plus de 50 microARNs dont l’expression était modifiée dès le stade précoce de l’arthropathie. Le projet actuel s’inscrit dans la continuité de ces travaux par la validation de des microARN précédemment identifiés dans un modèle murin d’hémophilie B sévère. Nous cherchons également à comprendre quels gènes sont régulés par ces microARN, afin d’identifier les mécanismes biologiques impliqués dans les débuts de l’arthropathie. À terme, notre objectif est de proposer un test simple et rapide, basé sur une prise de sang, permettant de détecter très tôt l’apparition d’une synovite — la première étape de l’arthropathie — et de prévenir la dégradation articulaire chez les personnes atteintes d’hémophilie.
Bénéfices attendus
La comparaison entre les différents stades d’atteinte de l’arthropathie nous permet de cibler les microARN d’intérêts pour le diagnostic de l’arthropathie hémophilique à un stade précoce et d’étudier les gènes qui sont régulés par ces ARN. La conservation inter-espèce de ces biomarqueurs nous permet également de proposer une étude clinique afin d’évaluer l’efficacité des micro-ARN comme outil de diagnostic clinique chez l’Homme
Procédures
Les souris sont réparties en 4 groupes pour l’étude des miRNA au cours de l’apparition et de l’évolution de l’arthropathie hémophilique. Les animaux seront soumis, sous anesthésie générale, à 1). Une ponction articulaire pour les genoux droit et gauche : 2-3 min (groupe 2) ; 2) trois ponctions articulaires pour les genoux droit et gauche : 2-3 min (groupe 3) et 3). Un prélèvement sanguin et mise à mort : 3-5 min (groupe 1, 2, 3 et 4).
Impact sur les animaux
Le phénotype des animaux comporte une vulnérabilité du point de vue de la coagulation, avec risque de saignement prolongé en cas de blessure mais pas de saignement spontané comme dans la forme humaine de la maladie. Les ponctions du genou engendrent une douleur. L’arthropathie induite par la ponction peut occasionner une gêne à la mobilisation, une démarche anormale ou boiterie ainsi qu’une légère douleur lors des déplacements et redressements de l’animal sur ses pattes arrières.
Devenir
La mise à mort est justifiée par la nécessité de prélèvement de 1mL de sang total, non compatible avec le maintien en vie de l'animal
Remplacement
La nécessité d’un modèle animal est justifiée par le besoin d’un modèle vivant, dynamique et doté d’un système vasculaire et locomoteur pour cette étude sur les dégâts articulaires handicapants induits par l’hémophilie et son traitement.
Réduction
En accord avec l’expérience acquise par le groupe, le nombre d’animaux utilisés dans ce projet est réduit à son minimum sans compromettre la validité statistique des résultats. De plus, les tests développés au laboratoire nous permettent d’effectuer un maximum de mesure et d’étude sur le même animal. Dans cette étude, chaque souris permet d’étudier l’histologie et le profil des miRNA, réduisant le nombre de souris et participant à la robustesse de l’étude d’un point de vue statistique.
Raffinement
Toutes les mesures seront prises pour préserver le bien-être de l’animal dont l'application des points limites stricts et spécifiques du projet (perte de poids, mouvement anormaux). Quand cela est possible, les souris sont maintenues en groupe par fratrie avec l’utilisation de biberon à longues tiges. En cas d’apparition de problème locomoteur (boiterie ou difficulté à la station debout), de l’eau gélifiée et de la nourriture dans la cage sont mis à disposition dans la cage. Tous gestes traumatiques ou stressants seront réalisés sous anesthésies et analgésie.
Choix des espèces
La souris représente la seule espèce animale, après le chien hémophile, à permettre la mesure de l’activité des médicaments de l’hémophilie et d’étudier la destruction articulaire induite par la maladie. Il est important de préciser que la souris hémophile, paradoxalement à la forme humaine de cette maladie, n’est pas victime de saignement spontané et les saignements sont provoqués que par des traumatismes. Pour cette étude, nous allons utiliser des souris adultes dont la croissance est finie. Les souris très jeunes sont à éviter car leur croissance articulaire n’est pas encore terminée et les souris très âgées sont également à éviter en raison de la modification possible de la coagulation avec l’âge et par conséquent la tendance hémorragique.
Visualisation et modulation des cellules cérébrales individuelles pour l’étude des processus mnésiques en conditions physiologiques et d’exposition toxique chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Objectifs
Ce projet de recherche a pour but de décrypter le fonctionnement des circuits cérébraux qui nous permettent de fabriquer, de stocker et de retrouver nos souvenirs. Nous cherchons à comprendre comment les traces de la mémoire s’organisent physiquement dans le cerveau et quels sont les mécanismes biologiques qui les soutiennent. Une partie essentielle de notre travail consiste à cartographier les zones et les groupes de neurones activés lors d'un processus de mémorisation normal. Dans un second temps, nous étudions comment ces circuits sont perturbés par une exposition au mercure. Cette approche permet de mieux comprendre la vulnérabilité de notre mémoire face à des polluants externes et d'identifier, à terme, de nouvelles pistes pour soigner les troubles de la mémoire chez l'humain. Pour atteindre ces objectifs, nous observons des souris lors d'exercices d'apprentissage simples, impliquant des souvenirs agréables ou désagréables. Notre étude s'articule autour de quatre axes majeurs. Nous cherchons d'abord à mesurer l'impact précis du mercure sur l'organisation globale des réseaux de neurones durant un effort de mémoire. Ensuite, nous analysons l'activité électrique de chaque cellule nerveuse pour comprendre comment elles communiquent entre elles lors de l'apprentissage d'un événement. Nous testons également si le fait d'activer artificiellement certains neurones peut influencer le comportement de l'animal ou modifier le souvenir lui-même. Enfin, nous examinons comment cette intervention sur une zone précise du cerveau se répercute sur les autres régions connectées, afin de mieux comprendre la solidarité et la complexité des réseaux de la mémoire.
Bénéfices attendus
Ce projet de recherche apporte des bénéfices fondamentaux pour notre compréhension de la mémoire humaine. En étudiant comment le cerveau fabrique et stabilise les souvenirs, tant au niveau global qu'à l'échelle de chaque neurone, nous levons le voile sur les principes biologiques qui nous permettent d'apprendre et de nous souvenir. L'un des enjeux majeurs de cette étude est d'évaluer la fragilité de ces mécanismes face aux polluants environnementaux comme le mercure, que l'on peut retrouver dans notre alimentation. En identifiant précisément comment ce toxique perturbe les réseaux de neurones, nos travaux fournissent des données essentielles pour mieux protéger la santé publique et comprendre les risques liés à la contamination de notre environnement. Au-delà de l'aspect environnemental, les connaissances acquises ouvrent des perspectives médicales concrètes. Comprendre comment les souvenirs sont stockés ou modifiés permet d'imaginer de nouvelles stratégies pour traiter des pathologies invalidantes. À long terme, ces résultats pourraient aider au développement de thérapies ciblées pour lutter contre les maladies de la mémoire ou pour soulager des troubles psychiatriques complexes, tels que le stress post-traumatique, où certains souvenirs deviennent une source de souffrance chronique. En combinant science fondamentale et enjeux sociétaux, ce projet participe ainsi à l'effort global pour mieux soigner et protéger le cerveau humain.
Procédures
Une grande partie des animaux participant à ce projet subira une procédure chirurgicale sous anesthésie générale. Certains subiront l’implantation de matériel, d'une durée d'environ 45 minutes. D’autres subiront deux interventions. Chacune dure environ 45 minutes et est espacée de 3 semaines. Enfin, un groupe de souris reçoit d'abord une injection ciblée durant 45 minutes, suivie trois semaines plus tard par une seconde intervention qui peut durer jusqu'à 2h. Les animaux subiront entre 4 et 7 tests comportementaux d'une durée comprise entre 4 et 30 minutes selon le groupe afin d'évaluer leur mémoire.
Impact sur les animaux
Les interventions chirurgicales peuvent occasionner des douleurs postopératoires légères et de courte durée. Les animaux subiront une restriction alimentaire de courte durée qui peut entrainer un stress léger. Les produits testés peuvent induire une gêne légère aux animaux pour la durée de l’expérience. Certains animaux seront isolés, ce qui peut provoquer du stress durant la période de l’isolement. Les animaux subissent des stimuli aversifs qui entrainent une gêne et un stress léger et de courte durée.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort. Celle-ci interviendra alors que l’animal sera profondément anesthésié. Ceci est absolument nécessaire pour les études histologiques et immunohistochimiques.
Remplacement
Du fait des approches intégratives de ce projet, l’utilisation d’animaux vivants reste incontournable. En effet, à l’heure actuelle, il n’existe pas de méthodes substitutives in vitro, ex vivo ou in silico pour obtenir des données sur ces processus cognitifs, bien trop complexes pour envisager toute simulation informatique. Par ailleurs, de par la nature de nos expérimentations (chirurgie, conditionnement aversif, analyse par immunohistochimie), il nous est impossible d’employer directement des sujets humains. Le modèle souris se révèle alors être idéal du fait de la proximité fonctionnelle entre son système nerveux central et celui de l’humain quant à ses capacités à créer des souvenirs émotionnels simples (auxquels nous nous intéressons, type conditionnement pavlovien) et de sa petite taille. Ceci explique également l’impossibilité d’utiliser des modèles animaux invertébrés, trop éloignés de l’humain pour raisonnablement étudier une réponse émotionnelle à un souvenir ainsi que trop éloignés dans la configuration du système nerveux central, critique à notre étude inter-régions.
Réduction
Le nombre d’animaux est limité au nombre minimal permettant de faire des études statistiquement significatives, nombre choisi sur la base d’expériences présentées dans des articles montrant des analyses similaires. Nous utilisons également les tissus après les expériences, maximisant ainsi l’utilisation de chaque animal.
Raffinement
Afin d’améliorer les conditions de vie des animaux, réduire la douleur, le stress et l’anxiété causés lors des différentes procédures, un certain nombre de mesures sont mises en place : – Les cages seront enrichies d’un tube en carton qui permettra de manipuler les souris sans les soulever par la queue. – Les animaux seront habitués plusieurs jours avant les expériences aux branchements et débranchements de leurs implants afin de réduire leur stress. – Nous avons amélioré la technique d’implantation des optrodes et des plaques de base du miniscope afin de ne plus avoir à isoler les animaux après implantation. – En plus de l’utilisation d’anesthésiques adaptés et d’anti-inflammatoire, nous appliquons également un anesthésique local ainsi qu’un analgésique lors de la chirurgie et après la chirurgie en cas de signes de douleurs. Nous appliquerons également des points limites spécifiques aux chirurgies (hémorragie ou troubles respiratoires pendant la chirurgie, perte de poids trop importante ou signes de douleur ne s’améliorant pas malgré l’administration d’analgésiques en postchirurgie, etc.) au delà desquels les animaux seront mis à mort.
Choix des espèces
Le choix de la souris est essentiel pour cette étude car son cerveau partage des similitudes fondamentales avec celui de l’être humain, particulièrement pour les fonctions complexes comme la mémoire. Les comportements que nous souhaitons étudier sont trop complexes pour justifier de l’utilisation d’espèces non-mammifères (drosophile, poisson-zèbre, etc.). De même, les méthodes in silico et in vitro ne sont pas assez développées pour modéliser ni la mémoire ni le fonctionnement du cerveau à si grande échelle. Par ailleurs, au vu du nombre d’animaux requis, les rongeurs (et plus particulièrement les souris) s’imposent de par la facilité et la stabilité de leur élevage. L’existance de modèles transgéniques chez la souris permet la réalisation de certaines de nos expériences grâce à la puissance de ces outils génétiques. Nous avons choisi d’étudier des souris adultes (âgées de plus de 7 semaines). À ce stade, la croissance de leur cerveau est terminée et sa structure est stable, ce qui est critique pour le bon positionnement des implants dans les régions visées.
Bases neurales de l’apprentissage social chez le macaque (EU 1/4)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Objectifs
Ce projet est multisite et se déroulera dans 4 établissements utilisateurs. L'apprentissage social permet d'apprendre les conséquences d'un comportement sans expérience directe, mais par l'observation d’autrui. Des situations dangereuses peuvent être évitées et les bénéfices de comportements futurs maximisés. Mon projet de recherche vise à comprendre les circuits neuronaux sous-jacents à l'apprentissage social. Pour cela, il faut comprendre les règles qui le régissent, i.e. l'algorithme derrière ce comportement, et ses bases neurales, i.e. les régions cérébrales et les codes neuronaux permettant l'émergence de ce comportement. L'apprentissage social pourrait être soutenu par un renforcement vicariant, i.e. la valeur du comportement des autres serait mise à jour en fonction du résultat de ce comportement. La différence entre le résultat attendu et le résultat réel d’un comportement de choix permettrait le calcul d’une erreur de prédiction de la récompense observée et la mise à jour la valeur de chaque option comportementale. Cela nécessite deux composantes : représenter le comportement d’autrui et établir une association entre action-résultat de l’action. Les meilleurs candidats pour ces processus sont respectivement le mur médian du cortex préfrontal et le striatum antérieur. Alors que deux singes interagissent dans une tâche comportementale conçue pour étudier l'apprentissage social, je vais 1) enregistrer simultanément l'activité neuronale des structures préfrontales et striatales pour suivre la représentation dynamique des variables d'apprentissage social dans les boucles corticostriatales et 2) manipuler la dopamine, une molécule présente dans le cerveau et impliquée dans l'apprentissage individuel, et évaluer (ou non) son recrutement pendant l'apprentissage social. Ma prédiction est que les structures représentant la valeur des actions observées interagiront avec le circuit d'apprentissage individuel, sous l'influence de la dopamine, et permettront d'apprendre par observation.
Bénéfices attendus
Ce projet portera des bénéfices à différentes échelles. A court et moyen terme, il permettra l’élargissement des connaissances sur les réseaux cortico-striataux impliqués dans les comportements d’apprentissage individuel et social. Le jeu de données récolté sera d’une précision spatiale et temporelle inédite. Les aires corticales et sous-corticales sont généralement étudiées séparemment chez le primate alors que leur communication en boucles récurrentes semble être la clé de l’integration neuronale. L'implication de la dopamine dans l'apprentissage social, qui reste une question centrale dans ce domaine de recherche, sera adressée directement. Les bénéfices succeptibles de découler de ce projet sont de : (i) Caractériser la représentation des variables d’apprentissage social dans le striatum anterieur et le cortex préfrontal médian et de comprendre les dynamiques des réseaux cérébraux. (ii) Comprendre le rôle de la dopamine, une molécule importante dans la communication entre les neurones de ce circuit, dans ces deux types d’apprentissage grâce à l'inactivation de son influence sur le striatum. (iii) Fournir ces jeux de données à la communauté scientifiques pour contraindre/valider/étendre les modèles existants de ces apprentissages. A long terme, et de manière plus globale, ce projet permet (iv) de comprendre les mécanismes neuronaux de comportements qui sont dérégulés dans certaines pathologies touchant la cognition sociale, telles que le trouble du spectre autistique, la schizophrénie ou le trouble déficit de l'attention avec ou sans hyperactivité. La compréhension de ces mécanismes permettra, in fine, (v) d'améliorer et d'adapter des méthodes pédagogiques et d'éducation, prévenant potentiellement l'exclusion sociale. (iv)Cela permettra également une meilleure prise en charge thérapeutique des patients, avec un traitement et un soutien plus fin et efficace.
Procédures
Ce projet est multisite et se déroulera dans 4 établissements utilisateurs (EU). Chaque animal sera soumis aux interventions suivantes : - Déplacement au centre IRM pour acquisition d'images IRM, sous anesthésie pour une durée totale d'environ 2h + 2x10min de trajet (EU1/4). Déplacement dans l'EU2/4 pour acquisition d'images par rayons X, sous anesthésie pour une durée totale d'environ 20min + 2x10min de trajet. - Délacement vers l'EU3/4 pour acquisition d'images, sous anesthésie, 1 fois pour une durée d'envirion 2h + 2x3h30 de trajet. - Chirurgie d'implantation du plot de tête et injection intracérébrales pour une durée d'environ 8h. Si les injections s'allongent dans le temps, l'animal subira une chirurgie séparée pour la mise en place du plot de tête (EU1/4). - Chirurgie d'implantation de chambre d'enregistrement, sous anesthésie, pour une durée d'environ 6h (EU1/4). - La prise quotidienne de l'animal en chaise pour entrainement et enregistrements électrophysiologiques, environ 3h, 5 jours par semaine, ainsi que le contrôle hydrique de quelques mois à plusieurs années (EU1/4).
Impact sur les animaux
Ce projet utilisera des macaques fascicularis. La plupart des étapes de la procédure utilisée sera susceptible de créer une nuisance aux animaux. i) Les premières fois où les animaux seront mis en chaise pour leur venu dans le laboratoire pourront causer du stress lié à la prise de l’animal à l’aide d’une canne et à son déplacement depuis sa cage d’hébergement jusqu’à la chaise primate. Cela durera d’une à deux semaines bien qu’une habituation des animaux à la canne soit préalablement réalisée. ii) La restriction des mouvements de la tête des animaux à l’aide d’un plot de tête sera également source de stress, principalement lors des premières mises en contention. iii) Le contrôle hydrique partiel lié au besoin expérimental pourra engendrer un stress, une déshydratation, une perte d'appétit et en conséquence une perte de poids durant la durée de l’expérience. iv) L’anesthésie et l’intubation de l’animal, nécessaires aux procédures d'acquisitions d'images et de chirurgie d’implantation du plot de tête, la réalisation d’injections intracérébrales et de chambre d’enregistrement pourront créer de la douleur post-opératoire à l’animal durant plusieurs jours, des hémorragies et des infections. v) En post-opératoire, l’animal pourrait ressentir de la douleur et développer une infection liée aux actes chirurgicaux. vi) L'isolement post-opératoire de l'animal (une semaine sans contact physique de ses congénères) pourrait créer du stress.
Devenir
Les animaux seront mis à mort. L'objectif de la mise à mort est de prélever le cerveau de l'animal en fin de projet afin de préciser par une analyse post-mortem la localisation, la spécificité et l'état de préservation des zones cérébrales étudiées.
Remplacement
Le projet implique l'utilisation d'animaux car à ce jour, il n'existe pas d'alternatives expérimentales permettant de répondre aux objectifs. Aucune simulation informatique ou culture cellulaire ne peut remplacer le modèle animal vivant pour l'étude des substrats neuronaux de comportements complexes tel que l’apprentissage social. Les techniques électrophysiologiques utilisées dans le projet, permettant une mesure de l'activité de neurones unitaires, bien qu'utilisées en milieu clinique, restent trop invasives pour être utilisées chez l'homme pour des approches expérimentales.
Réduction
Les procédures chirurgicales prévues comportent un certain risque. Nous prévoyons d'inclure un maximum de six animaux dans cette étude afin de maximiser le nombre de paires d’animaux qui travailleront ensemble dans le box expérimental. Cependant les objectifs de l’étude sont atteignables avec quatre animaux. Si nous obtenons suffisamment de données (neurophysiologiques et séances comportementales) pour une analyse statistique satisfaisante chez quatre animaux, nous n'en utiliserons pas d’autres. Pour chaque animal, l’enregistrement avec plusieurs microélectrodes multi-contacts permettra de mesurer l’activité de populations neuronales dans plusieurs structures corticales et sous-corticales. La richesse des enregistrements multi-électrodes offre la possibilité de réaliser de très nombreux types d’analyses portant sur les potentiels d’actions de neurones isolés (modulation de fréquence de décharges ou de synchronisation entre neurones dans différentes périodes de la tâche ou dans différentes structures), sur les populations de neurones (distribution spatiale de l’activité, moyennes de populations), sur les potentiels de champs locaux (LFP) et sur la synchronisation entre LFP et potentiels d’actions. La répétition des séances d’enregistrement sur plusieurs mois a pour objectif d’augmenter le nombre de neurones différents enregistrés dans chaque structure. Cette augmentation permet d’augmenter la puissance statistique de nos analyses. La durée totale des enregistrements pour un animal est étroitement dépendante de la quantité de neurones enregistrés quotidiennement. De fait, elle ne peut être définie à priori. De même, la qualité et le temps d’expression des DREADDs, même si renseigné dans la littérature comme durant plusieurs mois voire année, ne peut pas être définie à priori.
Raffinement
La cage et volière de l’animal est enrichi de perchoirs, de cordes et de jeux suspendus, pour favoriser les comportements exploratoires de l'animal et aussi le retour à une activité normale en période post-chirurgicale. Après un délai minimal d'une semaine et selon l'état de récupération, l'animal sera sorti en chaise afin de reprendre une routine qui lui est familière. Les méthodes de renforcement positif (training et habituation) seront utilisées afin de réduire le stress des sujets. L'IRM anatomique et le CT-SCAN pre-chirurgicaux permettent de mieux planifier l’implantation de la chambre d'enregistrement, pour bien atteindre les aires corticales et sous-corticales ciblées. L'IRM anatomique, le CT-SCAN et le PET-SCAN seront réalisés sous anesthésie générale afin de s'assurer de l'inconscience de l'animal, réduisant de fait le stress de l'animal lors de la réalisation de la procédure. Lors d'interventions chirurgicales, en plus de l'anesthésie, un analgésique sera administré et prolongé en période post-opératoire. Des points limites précoces et adaptés seront appliqués.
Choix des espèces
Le primate non humain (PNH) sera utilisé pour la proximité anatomo-fonctionnelle des boucles cortico-striatales qu'il partage avec l'humain, notamment les boucles préfronto-striatales qui sont majoritairement représentés chez le PNH par rapport à d'autres mammifères. L’organisation des differentes couches corticales pour la computation intra-aires et les connectivités inter-aires sont particulièrement similaires entre le PNH et l’humain. Les animaux seront préférentiellement utilisés au stade de jeune adulte/adulte. A ce stade du développement, les animaux ne sont plus en croissance et leurs besoins physiologiques sont stabilisés. Cela permet un contrôle plus précis des protocoles expérimentaux, que ce soit en termes de volume des récompenses utilisées pour l'apprentissage par renforcement, de contrôle du régime alimentaire dans la cage ou de localisation des structures cérébrales cibles pour les implants chirurgicaux. Par ailleurs, les animaux étant encore jeunes, ils présentent une meilleure tolérance aux procédures expérimentales et une meilleure récupération suite aux procédures nécessitant une anesthésie. Des animaux plus jeunes mais ayant déjà atteints leur maturité sexuelle pourraient être utilisés pour les premières phases d'habituation et être ainsi jeunes adultes lors du commencement des parties ultérieures de la procédure.
Identification de nouveaux traitements antiépileptiques et/ou antiépileptogéniques dans un modèle d’épilepsie du lobe temporal chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Objectifs
Les désordres de type épileptique représentent l’une des atteintes cérébrales les plus importantes au monde. En effet environ 1% de la population mondiale va dans sa vie avoir une crise d’épilepsie. Au niveau de l’activité cérébrale lors d’une crise de type épileptique, il est observé une modification transitoire du fonctionnement d’un ou plusieurs réseaux de neurones qui vont mal fonctionner. Malgré le développement de plus de 20 antiépileptiques lors des 30 dernières années, plus de 30% des patients épileptiques n’ont pas leur épilepsie contrôlée par les antiépileptiques. De plus, les principaux antiépileptiques utilisés en clinique montrent certes une efficacité sur les décharges épileptiques mais provoquent de nombreux effets secondaires (fatigabilité, somnolence, tremblement, troubles de l’apprentissage ou de l’humeur, prise ou perte de poids…). Il apparait donc comme critique de développer de nouveaux traitements antiépileptiques afin de traiter les patients épileptiques résistants aux traitements déjà existants et qui provoquent moins d’effets secondaires afin d’améliorer le contrôle de la maladie et la qualité de vie des patients. Dans ce projet, nous nous proposons de tester, sélectionner et valider de nouveaux candidats médicament développées par les industriels du médicament. Cette approche repose sur l’utilisation d’un modèle de souris reproduisant les principales caractéristiques d’une forme d’épilepsie humaine : l’épilepsie du lobe temporal. Une étude pharmacologique extensive de ce modèle de souris du lobe temporal a montré une certaine résistance à certains antiépileptiques. Ce modèle apparait donc comme un modèle pertinent pour la sélection et la validation de nouveaux traitements antiépileptiques. Ce projet facilitera le développement de candidats médicament antiépileptiques plus efficaces et présentant moins d’effets secondaires pour des patients souffrant d’épilepsies non contrôlées efficacement par les traitements actuels.
Bénéfices attendus
Les traitements actuels contre l’épilepsie ne sont pas satisfaisants, il est donc nécessaire de valider de nouveaux candidats médicament. Ce projet vise à aider les industriels du médicament à identifier, sélectionner et valider de nouveaux médicaments afin de pallier au manque d’alternatives thérapeutiques disponibles.
Procédures
Les animaux de ce projet vont subir jusqu’à 3 neurochirurgies d’environ une heure chacune, et potentiellement une chirurgie (pose de pompe). Ces chirurgies seront réalisées sous anesthésie générale. Une première chirurgie permettra l’induction du modèle par injection de molécule chimique dans le cerveau (durée 2 minutes). Par la suite, les animaux pourront subir d’autres sessions de chirurgie pendant lesquelles les animaux vont avoir soit une seconde injection de matériel génétique ou de vecteur viral (quelques minutes), et/ou la mise en place d’un dispositif d’enregistrement, et/ou la mise en place de chambre implantable en sous cutané pour la délivrance des médicaments (quelques minutes). Les animaux pourront être soumis à des enregistrements (d’une dizaine d’heures maximum) une à deux fois par semaine. Lors de ces enregistrements des traitements pharmacologiques seront administrés : au maximum 2 injections (quelques minutes) par enregistrement (maximum 10h) avec un maximum de 10 enregistrements par plan d’étude croisé. Une période de repos de 2 jours minimum sera respectée entre 2 sessions (en fonction du délai possible d'admission des candidats médicaments). Lors des tests pharmacologiques en administration de longue durée (chronique), les injections pourront être réalisées une à 2 fois par jour, sur une durée maximum de 4 semaines. Des prélèvements sanguins (d'une durée de quelques minutes) pourront être faits en fonction du plan expérimental établi. Le nombre maximum de prélèvements pouvant être effectués est dépendant de la technique de prélèvement utilisée.
Impact sur les animaux
Les animaux vont subir une à trois neurochirurgies d’environ une heure comprenant la période d’anesthésie, et potentiellement une chirurgie « simple » pour la pose sous cutanée de pompe. Suite à la chirurgie, une diminution de l'activité locomotrice et une déshydratation passagère pourront être observées. Une douleur modérée pourra apparaitre dans les heures suivant l'intervention chirurgicale. Un état de mal-être pourra persister quelques heures après l’injection qui rend les animaux épileptiques. Malgré les études toxicologiques préalablement conduites et exigées avant tout test de composés sur nos animaux, certains effets indésirables non attendus peuvent survenir lors des injections des candidats médicament, notamment une perte de tonus musculaire, une somnolence ou à l'inverse une excitation due aux mécanismes d'action des molécules testées. Les prélèvements sanguins pourront produire une douleur modérée (piqure d’aiguille). La répétition des injections peut engendrer un stress léger lors de la manipulation de l’animal et une douleur modérée au point d’injection (piqure d’aiguille). Les enregistrements peuvent engendrer un stress léger du fait de la manipulation des animaux. Des pertes de dispositif permettant l’enregistrement des neurones du cerveau peuvent survenir, entrainant la mise à mort de l’animal.
Devenir
Les animaux seront mis à mort dans le but de faire des prélèvements et des analyses du cerveau et des tissus. Si les animaux ne sont pas mis à mort, ils pourront être réutilisés (pour de la formation ou pour un autre plan d'étude) si : - le nombre d'injection maximum n'a pas été atteint - le bien-être de l'animal le permet. Une procédure de ré-utilisation des animaux a été écrite et validée par le vétérinaire référent.
Remplacement
Cette étude nécessite donc l'utilisation de modèles animaux car elle cible des mécanismes physiopathologiques complexes qui ne peuvent pas être récapitulés par des modèles plus simples (ex. culture de neurones).
Réduction
Dans le cas des études de test pharmacologique, chaque animal sera testé avant et après les injections pour permettre de comparer les effets du médicament et ainsi réduire le nombre d’animaux utilisé. Le nombre d’animaux a ainsi été déterminé de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés tout en préservant la validité scientifique des expériences menées
Raffinement
Les souris qui entrent dans ce projet ont au minimum une semaine d’acclimatation à la zone d’hébergement. Le projet implique la mise en place d’un système d’enregistrement de l'activité des neurones chez le rongeur avec une chirurgie. Une injection d’analgésique sera faite avant la neurochirurgie et sera renouvelée 6 à 8 h après afin de prévenir toute douleur liée à la phase de chirurgie. Après la neurochirurgie, l’état de santé des animaux sera surveillé tout au long des expériences et évalué grâce à une grille mesurant le niveau de douleur et les points limites adaptés. Cela nous permettra d’intervenir immédiatement et de manière appropriée dès le moindre signe de souffrance. Dès l’apparition d’un signe clinique d’alerte (poids, comportement...) nous nous réfèrerons à une grille de cotation interne spécifique permettant de prendre les mesures nécessaires en fonction des points limites identifiés afin de préserver le bien-être animal. L’évaluation est réalisée jusqu’à disparition du signe d’alerte. Lors des injections, une surveillance particulière est portée sur les animaux. Un arbre décisionnel peut être consulté en cas d’altération de l’état général de l’animal après l’injection afin de le soulager.
Choix des espèces
Dans ce projet nous utiliserons des souris. Le modèle a été développé chez la souris, car il reproduit les principales caractéristiques observées chez les patients souffrant d’épilepsie du lobe temporal. Ce modèle permet une quantification précise des crises pour évaluer l’effet des candidats médicament. Des animaux adultes seront utilisés dans ce projet. En effet, ce modèle a été développé chez des animaux adultes afin de travailler sur un cerveau mature qui restera stable tout au long de l’étude.
Travaux pratiques de pharmacologie : étude d’une molécule anxiogénique et d’une molécule anxiolytique dans deux tests comportementaux (chambre claire obscure et labyrinthe en croix surélevé) chez le rat mâle ou femelle
- Enseignement supérieur
Objectifs
Cette séance de travaux pratiques (TP) chez le rat est destinée à des étudiants dont la formation peut conduire à des métiers en lien avec le domaine de l’expérimentation animale. Dans ce contexte, les étudiants doivent acquérir un savoir-faire pour participer aux essais chez l’animal vigile et être en mesure de réaliser entre autres les traitements et les observations cliniques des animaux afin de pouvoir candidater sur les postes proposés par les organismes publics ou privés de recherche et par les industriels. Cet enseignement pratique participe à une meilleure orientation de nos étudiants par la découverte concrète des exigences et responsabilités liées à l’utilisation de l’animal. Les objectifs pédagogiques de ces travaux pratiques sont de plusieurs ordres : - Mettre en pratique l’enseignement théorique d’un point vue pharmacologique concernant les effets des médicaments anxiolytiques et d'une substance psychostimulante - Mettre en pratique l'enseignement éthique vis-à-vis de l’utilisation de l’animal en expérimentation. - Savoir mettre en application un protocole expérimental de pharmacologie comme demandé dans le programme pédagogique et réaliser un tableau de recueil de données approprié au déroulement de ce protocole pour garantir la traçabilité des données brutes expérimentales. - Utiliser deux tests de comportement chez l’animal prédictifs d’une activité anxiolytique/anxiogénique de molécules afin d’observer la différence de comportement des animaux des différents lots et quantifier les effets des substances étudiées. - Apprendre à réaliser des expériences en aveugle (sans savoir quelle classe pharmacologique est utilisée), prendre conscience des biais pouvant être induits par l’attente de certains effets chez les animaux traités. - Sensibiliser les étudiants à la variabilité des mesures dépendante de l’expérimentateur et des paramètres extérieurs lors d’un test comportemental. - Consolider la manipulation du rat vigile (contention, administration par voie intrapéritonéale) tout en continuant à raffiner les conditions expérimentales. - Comparer deux voies d'administration dans le but de prévoir le remplacement éventuel de la voie IP.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour but d’apprendre aux étudiants de notre formation à réaliser des expérimentations in vivo de pharmacologie. En effet, ce diplôme est réglementé au niveau national et es étudiants doivent acquérir notamment la compétence « mener des études à l’échelle du vivant ». En deuxième année, la validation de cette compétence implique la réalisation de cours portant sur « Etudier l’effet de xénobiotiques (= molécule étrangère à l'organisme) en pharmacologie ». Lors de ces cours les étudiants doivent notamment : - Rechercher des informations sur le ou les xénobiotiques sujets de l’étude, les procédures expérimentales nécessaires à mettre en place pour évaluer son effet sur un organisme vivant ainsi que la réglementation mise en jeu, en particulier concernant l’expérimentation animale -Mettre en oeuvre le protocole expérimental - Rendre compte des résultats. Il est également précisé que ces cours doivent participer à la validation de l’apprentissage «Expérimenter dans le cadre d’études pré-cliniques en évaluant l’effet de xénobiotiques en pharmacologie notamment sur animal de laboratoire ». Ainsi ce TP s’inscrit parfaitement dans ce cadre, participe à la bonne formation de nos étudiants dans le domaine de l'expérimentation animale et favorise donc à mettre sur le marché du travail des personnes avec des compétences solides dans ce domaine. De plus, ce TP nous permettra de comparer deux voies d'administration dans le but de prévoir le remplacement éventuel de la voie IP.
Procédures
Les animaux recevront une administration par voie intrapéritonéale ou sous cutanée de sérum physiologique, d'un anxiolytique ou d'un psychostimulant. Cette administration durera quelques secondes.Les animaux réaliseront deux tests comportementaux de 5 minutes chacun. Les animaux recevront deux injections et réaliseront deux fois les deux tests de comportement, avec un intervalle de 7 jours entre les deux sessions.
Impact sur les animaux
Les injections peuvent engendrer une légère douleur au niveau du site d’injection. Les différentes contentions peuvent être source de stress pour les rats ainsi que la réalisation des tests comportementaux.
Devenir
Tous les animaux seront gardés en vie et réutilisés dans un autre protocole de travaux pratiques peu invasif, avec un écart d’au moins 7 jours entre les deux protocoles.. Cette réutilisation a reçu un avis favorable de notre Structure Chargée du Bien-être des Animaux (SBEA) ainsi que du vétérinaire référent.
Remplacement
Dans la formation de nos étudiants en tant que techniciens supérieurs, le programme pédagogique national prévoit, en pharmacologie, l’évaluation in vivo des effets de molécules de référence par la mise en oeuvre de protocoles expérimentaux. Il n’existe à l’heure actuelle aucune méthode de remplacement permettant une formation appropriée de nos étudiants sur le plan technique (manipulation de l’animal vigile, administration des substances chez l’animal vigile…). Les médicaments agissant sur le système nerveux central (anxiolytique, psychostimulant) sont des molécules de référence et leur étude se fait via la réalisation de tests comportementaux. Il est donc nécessaire que les étudiants puissent réaliser certains de ces tests lors de leur formation.
Réduction
Ce TP aura lieu sur 4 séances, réparties sur deux semaines et concernera 12 à 14 étudiants par séance (52 étudiants maximum par année). Pour chaque séance, chaque étudiant prendra en charge un rat. Afin de diminuer le nombre d’animaux utilisés, chaque rat participera à deux séances de TP espacées de 7 jours, en prenant soin d’alterner le traitement reçu (chaque rat sera inclus dans un groupe différent lors de la seconde séance de TP). De plus, les étudiants travailleront sur les résultats groupés obtenus par toute la promotion, ce qui permettra la réalisation de tests statisques sans augmenter le nombre d’animaux par étudiant. Ainsi 26 rats seront nécessaires pour 52 étudiants, auxquels s’ajoutent 4 rats surnuméraires (1 par séance de TP) prévus en cas de problème de santé d’un animal ne permettant pas son inclusion dans l’étude. Les étudiants ayant déjà réalisé des IP sur rat, aucun rat de démonstration ne sera inclus à cet effet. Ainsi 26+4=30 rats seront nécessaires par an pour 52 étudiants et 150 rats sur 5 ans pour 260 étudiants. Un effectif de 12 rats supplémentaires est prévu, sur toute la durée de la validation de la saisine, afin d'effectuer si besoin des améliorations ou des évolutions des protocoles en fonction de l'évolution du programme pédagogique. 162 rats au total pourront donc être utilisés pour ce TP sur 5 ans. Ce chiffre sera bien entendu indexé sur le nombre réel d’étudiants présents dans la formation chaque année. Des rats mâles et femelles de notre élevage seront indifféremment utilisés pour limiter la présence d’animaux surnuméraires. Un seul sexe sera utilisé par séance, afin de tenir compte de l’effet-sexe observé dans ces tests comportementaux. Enfin, afin de réduire le nombre d'animaux utilisés au sein de notre établissement ces animaux seront réutilisés dans un autre protocole de TP peu invasif lors duquel ils recevront des injections de sérum physiologique. Cette réutilisation a reçu un avis favorable de notre SBEA ainsi que du vétérinaire référent.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en présence d’un enrichissement comprenant 2-3 éléments (tunnel en plastique noir et bâtonnet en bois à ronger ou noix). Pendant au moins deux semaines avant les séances de TP, les animaux seront habitués à la manipulation par le personnel afin de limiter leur stress lors de leur utilisation par les étudiants. Concrètement, la première semaine ils recevront quotidiennement des chatouilles (« tickling »), des caresses (« caressing ») et seront pris en préhension. La seconde semaine la contention sera ajoutée de façon progressive. Après chaque manipulation, les animaux seront récompensés à l'aide de récompenses alimentaires (popcorn, fruits secs, vers de farine...). Les récompenses seront également poursuivies en TP après la pesée et la réalisation des tests comportementaux. Pendant tout le TP, les étudiants seront amenés à être particulièrement sensibilisés au stress pouvant être induit chez le rat par la manipulation. Ainsi, ils seront invités à parler doucement et éviter les bruits pour ne pas stresser les animaux. En effet, le stress de la manipulation est non seulement dommageable pour l’animal, mais diminue également la qualité des résultats obtenus dans ce type de tests comportementaux.
Choix des espèces
Le rat est une des principales espèces utilisées en recherche, notamment en pharmacologie. Il est donc important que nos étudiants en tant que techniciens supérieurs soient formés à la manipulation du rat. De plus, l’utilisation du rat dans les deux tests comportementaux utilisés dans ce TP a été très largement documentée dans la littérature. Stade adulte (6 à 8 semaines) correspondant au stade d’utilisation classique de ces animaux lors des essais de pharmacologie préclinique.
Bases neurales de l’apprentissage social chez le macaque (EU 3/4)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Objectifs
Ce projet est multisite et se déroulera dans 4 établissements utilisateurs. L'apprentissage social permet d'apprendre les conséquences d'un comportement sans expérience directe, mais par l'observation d’autrui. Des situations dangereuses peuvent être évitées et les bénéfices de comportements futurs maximisés. Mon projet de recherche vise à comprendre les circuits neuronaux sous-jacents à l'apprentissage social. Pour cela, il faut comprendre les règles qui le régissent, i.e. l'algorithme derrière ce comportement, et ses bases neurales, i.e. les régions cérébrales et les codes neuronaux permettant l'émergence de ce comportement. L'apprentissage social pourrait être soutenu par un renforcement vicariant, i.e. la valeur du comportement des autres serait mise à jour en fonction du résultat de ce comportement. La différence entre le résultat attendu et le résultat réel d’un comportement de choix permettrait le calcul d’une erreur de prédiction de la récompense observée et la mise à jour la valeur de chaque option comportementale. Cela nécessite deux composantes : représenter le comportement d’autrui et établir une association entre action-résultat de l’action. Les meilleurs candidats pour ces processus sont respectivement le mur médian du cortex préfrontal et le striatum antérieur. Alors que deux singes interagissent dans une tâche comportementale conçue pour étudier l'apprentissage social, je vais 1) enregistrer simultanément l'activité neuronale des structures préfrontales et striatales pour suivre la représentation dynamique des variables d'apprentissage social dans les boucles corticostriatales et 2) manipuler la dopamine, une molécule présente dans le cerveau et impliquée dans l'apprentissage individuel, et évaluer (ou non) son recrutement pendant l'apprentissage social. Ma prédiction est que les structures représentant la valeur des actions observées interagiront avec le circuit d'apprentissage individuel, sous l'influence de la dopamine, et permettront d'apprendre par observation.
Bénéfices attendus
Ce projet portera des bénéfices à différentes échelles. A court et moyen terme, il permettra l’élargissement des connaissances sur les réseaux cortico-striataux impliqués dans les comportements d’apprentissage individuel et social. Le jeu de données récolté sera d’une précision spatiale et temporelle inédite. Les aires corticales et sous-corticales sont généralement étudiées séparemment chez le primate alors que leur communication en boucles récurrentes semble être la clé de l’integration neuronale. L'implication de la dopamine dans l'apprentissage social, qui reste une question centrale dans ce domaine de recherche, sera adressée directement. Les bénéfices succeptibles de découler de ce projet sont de : (i) Caractériser la représentation des variables d’apprentissage social dans le striatum anterieur et le cortex préfrontal médian et de comprendre les dynamiques des réseaux cérébraux. (ii) Comprendre le rôle de la dopamine, une molécule importante dans la communication entre les neurones de ce circuit, dans ces deux types d’apprentissage grâce à l'inactivation de son influence sur le striatum. (iii) Fournir ces jeux de données à la communauté scientifiques pour contraindre/valider/étendre les modèles existants de ces apprentissages. A long terme, et de manière plus globale, ce projet permet (iv) de comprendre les mécanismes neuronaux de comportements qui sont dérégulés dans certaines pathologies touchant la cognition sociale, telles que le trouble du spectre autistique, la schizophrénie ou le trouble déficit de l'attention avec ou sans hyperactivité. La compréhension de ces mécanismes permettra, in fine, (v) d'améliorer et d'adapter des méthodes pédagogiques et d'éducation, prévenant potentiellement l'exclusion sociale. (iv)Cela permettra également une meilleure prise en charge thérapeutique des patients, avec un traitement et un soutien plus fin et efficace.
Procédures
Ce projet est multisite et se déroulera dans 4 établissements utilisateurs (EU). Chaque animal sera soumis aux interventions suivantes : - Déplacement au centre IRM pour acquisition d'images IRM, sous anesthésie pour une durée totale d'environ 2h + 2x10min de trajet (EU1/4). Déplacement dans l'EU2/4 pour acquisition d'images par rayons X, sous anesthésie pour une durée totale d'environ 20min + 2x10min de trajet. - Délacement vers l'EU3/4 pour acquisition d'images, sous anesthésie, 1 fois pour une durée d'envirion 2h + 2x3h30 de trajet. - Chirurgie d'implantation du plot de tête et injection intracérébrales pour une durée d'environ 8h. Si les injections s'allongent dans le temps, l'animal subira une chirurgie séparée pour la mise en place du plot de tête (EU1/4). - Chirurgie d'implantation de chambre d'enregistrement, sous anesthésie, pour une durée d'environ 6h (EU1/4). - La prise quotidienne de l'animal en chaise pour entrainement et enregistrements électrophysiologiques, environ 3h, 5 jours par semaine, ainsi que le contrôle hydrique de quelques mois à plusieurs années (EU1/4).
Impact sur les animaux
Ce projet utilisera des macaques fascicularis. La plupart des étapes de la procédure utilisée sera susceptible de créer une nuisance aux animaux. i) Les premières fois où les animaux seront mis en chaise pour leur venu dans le laboratoire pourront causer du stress lié à la prise de l’animal à l’aide d’une canne et à son déplacement depuis sa cage d’hébergement jusqu’à la chaise primate. Cela durera d’une à deux semaines bien qu’une habituation des animaux à la canne soit préalablement réalisée. ii) La restriction des mouvements de la tête des animaux à l’aide d’un plot de tête sera également source de stress, principalement lors des premières mises en contention. iii) Le contrôle hydrique partiel lié au besoin expérimental pourra engendrer un stress, une déshydratation, une perte d'appétit et en conséquence une perte de poids durant la durée de l’expérience. iv) L’anesthésie et l’intubation de l’animal, nécessaires aux procédures d'acquisitions d'images et de chirurgie d’implantation du plot de tête, la réalisation d’injections intracérébrales et de chambre d’enregistrement pourront créer de la douleur post-opératoire à l’animal durant plusieurs jours, des hémorragies et des infections. v) En post-opératoire, l’animal pourrait ressentir de la douleur et développer une infection liée aux actes chirurgicaux. vi) L'isolement post-opératoire de l'animal (une semaine sans contact physique de ses congénères) pourrait créer du stress.
Devenir
Les animaux seront mis à mort. L'objectif de la mise à mort est de prélever le cerveau de l'animal en fin de projet afin de préciser par une analyse post-mortem la localisation, la spécificité et l'état de préservation des zones cérébrales étudiées.
Remplacement
Le projet implique l'utilisation d'animaux car à ce jour, il n'existe pas d'alternatives expérimentales permettant de répondre aux objectifs. Aucune simulation informatique ou culture cellulaire ne peut remplacer le modèle animal vivant pour l'étude des substrats neuronaux de comportements complexes tel que l’apprentissage social. Les techniques électrophysiologiques utilisées dans le projet, permettant une mesure de l'activité de neurones unitaires, bien qu'utilisées en milieu clinique, restent trop invasives pour être utilisées chez l'homme pour des approches expérimentales.
Réduction
Les procédures chirurgicales prévues comportent un certain risque. Nous prévoyons d'inclure un maximum de six animaux dans cette étude afin de maximiser le nombre de paires d’animaux qui travailleront ensemble dans le box expérimental. Cependant les objectifs de l’étude sont atteignables avec quatre animaux. Si nous obtenons suffisamment de données (neurophysiologiques et séances comportementales) pour une analyse statistique satisfaisante chez quatre animaux, nous n'en utiliserons pas d’autres. Pour chaque animal, l’enregistrement avec plusieurs microélectrodes multi-contacts permettra de mesurer l’activité de populations neuronales dans plusieurs structures corticales et sous-corticales. La richesse des enregistrements multi-électrodes offre la possibilité de réaliser de très nombreux types d’analyses portant sur les potentiels d’actions de neurones isolés (modulation de fréquence de décharges ou de synchronisation entre neurones dans différentes périodes de la tâche ou dans différentes structures), sur les populations de neurones (distribution spatiale de l’activité, moyennes de populations), sur les potentiels de champs locaux (LFP) et sur la synchronisation entre LFP et potentiels d’actions. La répétition des séances d’enregistrement sur plusieurs mois a pour objectif d’augmenter le nombre de neurones différents enregistrés dans chaque structure. Cette augmentation permet d’augmenter la puissance statistique de nos analyses. La durée totale des enregistrements pour un animal est étroitement dépendante de la quantité de neurones enregistrés quotidiennement. De fait, elle ne peut être définie à priori. De même, la qualité et le temps d’expression des DREADDs, même si renseigné dans la littérature comme durant plusieurs mois voire année, ne peut pas être définie à priori.
Raffinement
La cage et volière de l’animal est enrichi de perchoirs, de cordes et de jeux suspendus, pour favoriser les comportements exploratoires de l'animal et aussi le retour à une activité normale en période post-chirurgicale. Après un délai minimal d'une semaine et selon l'état de récupération, l'animal sera sorti en chaise afin de reprendre une routine qui lui est familière. Les méthodes de renforcement positif (training et habituation) seront utilisées afin de réduire le stress des sujets. L'IRM anatomique et le CT-SCAN pre-chirurgicaux permettent de mieux planifier l’implantation de la chambre d'enregistrement, pour bien atteindre les aires corticales et sous-corticales ciblées. L'IRM anatomique, le CT-SCAN et le PET-SCAN seront réalisés sous anesthésie générale afin de s'assurer de l'inconscience de l'animal, réduisant de fait le stress de l'animal lors de la réalisation de la procédure. Lors d'interventions chirurgicales, en plus de l'anesthésie, un analgésique sera administré et prolongé en période post-opératoire. Des points limites précoces et adaptés seront appliqués.
Choix des espèces
Le primate non humain (PNH) sera utilisé pour la proximité anatomo-fonctionnelle des boucles cortico-striatales qu'il partage avec l'humain, notamment les boucles préfronto-striatales qui sont majoritairement représentés chez le PNH par rapport à d'autres mammifères. L’organisation des differentes couches corticales pour la computation intra-aires et les connectivités inter-aires sont particulièrement similaires entre le PNH et l’humain. Les animaux seront préférentiellement utilisés au stade de jeune adulte/adulte. A ce stade du développement, les animaux ne sont plus en croissance et leurs besoins physiologiques sont stabilisés. Cela permet un contrôle plus précis des protocoles expérimentaux, que ce soit en termes de volume des récompenses utilisées pour l'apprentissage par renforcement, de contrôle du régime alimentaire dans la cage ou de localisation des structures cérébrales cibles pour les implants chirurgicaux. Par ailleurs, les animaux étant encore jeunes, ils présentent une meilleure tolérance aux procédures expérimentales et une meilleure récupération suite aux procédures nécessitant une anesthésie. Des animaux plus jeunes mais ayant déjà atteints leur maturité sexuelle pourraient être utilisés pour les premières phases d'habituation et être ainsi jeunes adultes lors du commencement des parties ultérieures de la procédure.
Travaux pratiques de pharmacologie : étude d’une molécule anxiogénique et d’une molécule anxiolytique dans deux tests comportementaux (planche à trous et champ ouvert) chez la souris mâle ou femelle
- Enseignement supérieur
Objectifs
Cette séance de travaux pratiques (TP) chez la souris est destinée à des étudiants dont la formation peut conduire à des métiers en lien avec le domaine de l’expérimentation animale. Dans ce contexte, les étudiants doivent acquérir un savoir-faire pour participer aux essais chez l’animal vigile et être en mesure de réaliser entre autres les traitements et les observations cliniques des animaux afin de pouvoir candidater sur les postes proposés par les organismes publics ou privés de recherche et par les industriels. Cet enseignement pratique participe à une meilleure orientation de nos étudiants par la découverte concrète des exigences et responsabilités liées à l’utilisation de l’animal. Les objectifs pédagogiques de ces travaux pratiques sont de plusieurs ordres : - Mettre en pratique l’enseignement théorique d’un point vue pharmacologique concernant les effets des médicaments anxiolytiques et d'une substance psychostimulante. - Mettre en pratique l'enseignement éthique vis-à-vis de l’utilisation de l’animal en expérimentation. - Savoir mettre en application un protocole expérimental de pharmacologie comme demandé dans le programme pédagogique et réaliser un tableau de recueil de données approprié au déroulement de ce protocole pour garantir la traçabilité des données brutes expérimentales. - Utiliser deux tests de comportement chez l’animal, prédictifs d’une activité anxiolytique/anxiogénique de molécules afin d’observer la différence de comportement des animaux des différents lots et quantifier les effets des substances étudiées. - Apprendre à réaliser des expériences en aveugle (sans savoir quelle classe pharmacologique est utilisée), prendre conscience des biais pouvant être induits par l’attente de certains effets chez les animaux traités. - Sensibiliser les étudiants à la variabilité des mesures dépendante de l’expérimentateur et des paramètres extérieurs lors d’un test comportemental. - Consolider la manipulation de la souris vigile. -Comparer deux voies d'administration dans le but de prévoir le remplacement éventuel de la voie ip
Bénéfices attendus
Ce projet a pour but d’apprendre aux étudiants de notre formation à réaliser des expérimentations in vivo de pharmacologie. En effet, ce diplôme est réglementé au niveau national et le contenu des enseignements est défini selon un programme pédagogique national. Les étudiants doivent acquérir 5 compétences durant leur formation, et notamment la compétence « Mener des études à l’échelle du vivant ». En deuxième année, la validation de cette compétence implique la réalisation d'un travail portant sur « Etudier l’effet de xénobiotiques (= molécules étrangères à l'organisme) en pharmacologie ». Lors de ce travail les étudiants doivent notamment : - Rechercher des informations sur le ou les xénobiotiques sujets de l’étude, les procédures expérimentales nécessaires à mettre en place pour évaluer son effet sur un organisme vivant ainsi que la réglementation mise en jeu, en particulier concernant l’expérimentation animale - Mettre en oeuvre le protocole expérimental - Rendre compte des résultats. Il est également précisé que ce travail doit participer à la validation de l’apprentissage « Expérimenter dans le cadre d’études pré-cliniques en évaluant l’effet de xénobiotiques en pharmacologie notamment sur animal de laboratoire ». Ainsi ce TP s’inscrit parfaitement dans ce cadre, participe à la bonne formation de nos étudiants dans le domaine de l'expérimentation animale et favorise donc à mettre sur le marché du travail des personnes avec des compétences solides dans ce domaine. De plus, ce TP nous permmettra de comparer deux voies d'administration dans le but de prévoir le remplacement éventuel de la voie ip
Procédures
Les animaux recevront une administration par voie intrapéritonéale ou orale de sérum physiologique, d'un anxiolytique ou d'un psychostimulant. Cette administration durera quelques secondes. Les animaux réaliseront ensuite deux tests comportementaux de 5 minutes chacun.Les animaux recevront deux injections et réaliseront deux fois les deux tests de comportement, avec un intervalle de 7 jours entre les deux sessions.
Impact sur les animaux
Les injections intrapéritonéales peuvent engendrer une légère douleur au niveau du site d’injection. La contention peut être source de stress pour les souris ainsi que la réalisation des tests comportementaux.
Devenir
Tous les animaux seront gardés en vie et réutilisés dans un autre protocole de travaux pratiques peu invasif, avec un écart d'au moins 7 jours entre les deux protocoles.. Cette réutilisation a reçu un avis favorable de notre Structure Chargée du Bien-être des Animaux (SBEA) ainsi que du vétérinaire référent
Remplacement
Dans la formation de nos étudiants en tant que techniciens supérieurs, le programme pédagogique national prévoit, en pharmacologie, l’évaluation in vivo des effets de molécules de référence par la mise en œuvre de protocoles expérimentaux. Il n’existe à l’heure actuelle aucune méthode de remplacement permettant une formation appropriée de nos étudiants sur le plan technique (manipulation de l’animal vigile, administration des substances chez l’animal vigile…). Les médicaments agissant sur le système nerveux central (anxiolytique, psychostimulant) sont des molécules de référence et leur étude se fait via la réalisation de tests comportementaux. Il est donc nécessaire que les étudiants puissent réaliser certains de ces tests lors de leur formation.
Réduction
Ce TP aura lieu sur 4 séances réparties sur deux semaines et concernera 12 à 14 étudiants par séance (52 étudiants maximum par année). Pour chaque séance, chaque étudiant prendra en charge une souris. Afin de diminuer le nombre d’animaux utilisés, chaque souris participera à deux séances de TP espacées de 7 jours, en prenant soin d’alterner le traitement reçu (chaque souris sera incluse dans un groupe différent lors de la seconde séance de TP). De plus, les étudiants travailleront sur les résultats groupés obtenus par toute la promotion, ce qui permettra la réalisation de tests statistiques sans augmenter le nombre d’animaux par étudiant. Ainsi 26 souris seront nécessaires pour 52 étudiants, auxquels s’ajoutent 4 souris surnuméraires (1 par séance de TP) prévues en cas de problème de santé d’un animal ne permettant pas son inclusion dans l’étude. Les étudiants ayant déjà réalisé des IP sur souris, aucun animal de démonstration ne sera inclus à cet effet. Ainsi 26+4=30 souris seront nécessaires par an pour 52 étudiants et 150 souris sur 5 ans pour 260 étudiants. Un effectif de 20 souris supplémentaires est prévu, sur toute la durée de la validation de la saisine, afin de mettre au point les protocoles et également d'effectuer si besoin des améliorations ou des évolutions des protocoles en fonction de l'évolution du programme pédagogique. 170 souris au total pourront donc être utilisées pour ce TP sur 5 ans. Ce chiffre sera bien entendu indexé sur le nombre réel d’étudiants présents dans la formation chaque année. Enfin, afin de réduire le nombre d'animaux utilisés au sein de notre établissement ces animaux seront réutilisés dans un autre protocole de TP peu invasif lors duquel ils recevront des injections de sérum physiologique.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en présence de deux ou trois éléments d’enrichissement (papier absorbant, sizzle nest, tunnel, boîtz à oeufs...). Pendant la semaine précédant les séances de TP, les animaux seront habitués à la manipulation par le personnel afin de limiter leur stress lors de leur utilisation par les étudiants. Concrètement, ils seront uniquement pris en préhension par les mains (cuillère) et recevront des caresses (« caressing »), et pourront se promener librement sur les mains des expérimentateurs. En fin de semaine, la contention sera ajoutée de façon progressive. Après chaque manipulation, les animaux seront récompensés à l'aide de récompenses alimentaires (fruits secs, vers de farine, graines...). Les récompenses seront également poursuivies en TP après la pesée et la réalisation des tests comportementaux. Les étudiants prendront également les souris en préhension dans leurs mains en coupe pour le transfert de cage, la pesée et la préparation des injections. Afin de diminuer leur stress, la répartition des souris dans leur cage d’hébergement sera conservée à l’issue du TP. Les étudiants sont sensibilisés au bien-être des animaux lors de cours théoriques mais également en TP. Ainsi ils seront invités à parler doucement et à limiter les bruits afin de ne pas stresser les animaux.
Choix des espèces
La souris est une des principales espèces utilisées en recherche et notamment en pharmacologie. Il est donc nécessaire que nos étudiants en tant que futurs techniciens supérieurs soient formés à la manipulation et à l’observation de celle-ci. Stade adulte (de 25 à 45 grammes) correspondant au stade d’utilisation classique de ces animaux lors des essais de pharmacologie précliniques.
Protection contre la pathologie Tau chez la souris par une molécule neuroactive
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Objectifs
Dans certaines maladies du cerveau, la mort des neurones est due à la toxicité d’une protéine appelée Tau qui s’agrège en amas et empêche les neurones de fonctionner correctement jusqu’à conduire à leur mort. À ce jour, il n’existe pas encore de traitement de ces maladies. L’objectif de notre projet est d’évaluer l’efficacité de la molécule d’intérêt, nommée SP, contre la toxicité de Tau. Nous disposons au laboratoire de souris qui présentent certaines anomalies observées dans la pathologie Tau humaine. Ces souris sont utilisées pour étudier les effets de la molécule SP sur des neurones isolés du cerveau maintenus en culture et sur des coupes de cerveau de souris. Nous étudions aussi les effets de cette molécule SP sur la capacité des souris à apprendre et retenir certaines tâches comme l’orientation dans l’espace.
Bénéfices attendus
Notre projet permettra de savoir si la molécule SP est capable de diminuer efficacement la toxicité de la protéine Tau. À ce jour, il n’existe aucun traitement dans lesquelles les neurones dégénèrent. Nous proposons un nouveau traitement qui pourrait ralentir la progression de certaines d’entre-elles, en s’attaquant à plusieurs aspects néfastes de la maladie. Avant une utilisation chez L’Homme, il est nécessaire de développer et utiliser d’autres molécules apparentées à SP qui soient à la fois efficaces sur la maladie et dénués d’autres effets.
Procédures
Le tatouage à la phalange et le prélèvement de queue (10 sec) et l'injection dans l'abdomen (10 sec).
Impact sur les animaux
Le tatouage et la biopsie de queue sont des gestes bien maîtrisés mais qui génèrent une douleur légère et un stress de courte durée chez le souriceau. Les souris adultes sont habituées avant les expériences à être immobilisées, mais cette contention pendant les quelques secondes que dure l’injection de la molécule d’intérêt, quotidiennement pendant 10 jours, peut provoquer un inconfort transitoire. À partir de 9 mois, les souris présentent des difficultés de locomotion dues à une faiblesse musculaire des pattes.
Devenir
Ils sont euthanasiés pour des prélèvements de cerveaux permettant de réaliser des analyses moléculaires.
Remplacement
Des cultures de neurones de cerveau sont utilisées pour étudier les effets de la molécule d’intérêt sur la toxicité de la protéine Tau et comprendre comment elle agit. Cependant, aucun système cellulaire ne peut mimer les processus qui permettent l’apprentissage des informations. Il est donc indispensable d’utiliser un organisme entier mammifère, comme la souris, pour tester l’efficacité de la molécule d’intérêt sur la capacité à s’orienter dans l’espace en retenant des indices de l’environnement.
Réduction
L’effectif a été calculé en utilisant un logiciel statistique permettant d’observer une différence entre les groupes traités par la molécule d’intérêt et les groupes témoins non-traités, en se basant sur les données existantes dans la littérature et notre expérience, en prenant en compte la variabilité des tests. Pour les expériences sur les neurones en culture, 7 souriceaux par groupes (4 groupes) sont étudiés. Pour les études d’apprentissage, 12 souris par groupes (5 groupes) sont nécessaires en réutilisant 14 souris de la première expérience dans la deuxième expérience.
Raffinement
Dans notre recherche, nous prenons en considération des animaux pour éviter le phénotype trop sévère, tels que des troubles de la locomotion survenant à partir de 9 mois. Nous mettons en place une période d’habituation des animaux à l’expérimentateur avec préhension dans les mains en coupelle afin de diminuer la réactivité (fuite, saut) et le stress. Nous procédons à un examen régulier de l’abdomen et de la posture de l’animal pendant toute la durée du traitement par la molécule.
Choix des espèces
La souris est l’animal le plus utilisé en recherche biomédicale. Nous étudions un modèle de souris qui reproduit en partie les maladies humaines dans lesquelles les neurones dégénèrent. La souris est un bon modèle l’efficacité des molécules. Nous utilisons des souris de 2 à 7 mois, matures sexuellement pour la reproduction. Les souris utilisées pour les expériences sont âgées de 5-6 mois. Les souriceaux sont prélevés au stade embryonnaire E16-E17.
Effets de composés en développement, administrés seuls ou en combinaison avec la sémaglutide, sur la force de préhension, les performances à l’exercice et la contractilité musculaire chez la souris rendue obèse par une alimentation enrichie en graisse.
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles musculosquelettiques
Objectifs
L'obésité dans le monde a presque triplé depuis 1975, pour atteindre plus de 650 millions de personnes obèses en 2016, selon l'OMS. L'obésité est alors considérée comme un fardeau de santé publique, pour lequel une variété de thérapeutiques, de procédures chirurgicales et de dispositifs médicaux sont actuellement à l'étude. Parmi ceux-ci, la sémaglutide, un agoniste des récepteurs GLP-1R, a obtenu récemment une autorisation de mise sur le marché. La Sémaglutide présente une efficacité impressionnante, du niveau de celle de la chirurgie bariatrique, mais certaines inquiétudes émergent car la perte de poids résultante de son utilisation provient à la fois d'une perte de masse grasse mais également d'une perte de masse musculaire. Cette dernière s'avère problématique chez l'obèse qui est déjà un sujet à risque de sarcopénie obésogène. Le présent projet résulte de la standardisation du protocole expérimental employé et vise à couvrir 10 études indépendants sur les 5 prochaines années. Ces études seront menées à un stade précoce du développement des candidats médicaments de nos clients et vise à tester leur efficacité anti-obésité chez la souris rendue obèse par une alimentation enrichie en graisse. Les composés testés ont pour intérêt majeur de cibler des voies de signalisation impliquées à la fois dans la régulation du poids corporel et dans la fonction musculaire. Les composés en développement seront ainsi testés en administration seule ou combinée avec la sémaglutide. Le projet devra permettre de montrer l'impact d'un traitement chronique des candidats médicaments seul sur le poids corporel du modèle d'obésité. Dans le cadre des administrations combinées avec le sémaglutide, l'objectif est d'observer un additivité des effets et, ainsi, une amélioration des effets de la combinaison comparativement au sémaglutide seul, mais également d'étudier la capacité des composés à contrer les effets délétères de la sémaglutide sur la fonction musculaire.
Bénéfices attendus
Ce projet s'inscrit dans le cadre du développement de composés anti-obésité visant l'humain. Alors que plusieurs molécules anti-obésité ont été autorisées ces vingt dernières années, un grand nombre d'entre elles se sont vues retirées du marché en raison d'effets secondaires graves. Seules 3 spécialités sont actuellement approuvées en Europe pour des traitements de longue durée du surpoids et de l'obésité, dont la sémaglutide qui est la plus efficace et la plus prescrite. Néanmoins, la sémaglutide présente un effet délétère sur la masse et la fonction musculaire lors d'administration chroniques. Le bénéfice attendu du présent projet est double car si les résultats sont concluants, les candidats médicaments pourront venir compléter l'arsenal thérapeutique anti-obésité, en administration seule ou combinée avec la sémaglutide, et dans ce dernier cas, en améliorer l'efficacité tout en contrant ses effets secondaires au niveau musculaire.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes: 1) Manipulations par les expérimentateurs pour des mesures de poids corporel (25 mesures au cours de l'étude; durée de la mesure : 1 minute); 2) Administration de véhicule ou du candidat médicament (14 administrations; durée de l'administration : 1 minute); 3) Administrations de véhicule ou de sémaglutide (91 administrations; durée de l'administration : 1 minute); 4) Analyse non invasive de composition corporelle (7 mesures; durée de la mesure: 2 minutes); 5) Prélèvements sanguins (2 prélèvements; durée du prélèvement : 5 minutes); 6) Mesures de force d'agrippement (2 sessions de mesures de 5 minutes); 7) Mesures de performance sur tapis roulant (2 mesures, durée: 35 minutes); 8) Mesures de la force musculaire in vivo (2 mesures, Durée :20 minutes); 9) Anesthésie générale avant la mise à mort et prélèvement d'organes (durée: 10 minutes).
Impact sur les animaux
Les mesures de poids corporel et autres manipulations, les mesures de composition corporelle, les administrations des traitements et les tests d'agrippement pourront être source de stress du fait d'une entrave aux mouvements de courte durée (Durée maximum des pesées : 2 minutes/ Durée maximum de mesure de la composition corporelle : 2 minutes/ Durée maximum des traitements : 1 minute ; Durée maximum du test d'agrippement : 5 minutes). Les administrations par voie orales ou intrapéritonéale (selon la voie d'administration du candidat médicament) et sous-cutanée occasionneront également une douleur de faible intensité et de faible durée aux animaux. Les mesures de force musculaire in vivo nécessiteront une anesthésie avec réveil qui peut être source de stress. Les mesure de performance sur tapis roulant pour mesure de la VO2 max occasionne un exercice forcé pour les animaux pouvant être source de stress et de fatigue puisque les animaux sont amenés à courir jusqu'à épuisement ainsi que de douleur légères du fait des chocs électriques de faible intensité. La mise à jeun de 4h préalable aux prélèvements sanguins, bien que réalisée en phase diurne, pourra induire une sensation de faim. Les deux prélèvements sanguins de 50μl seront source de douleurs légères. Enfin, le caractère obèse des souris sera source d'inconfort en réduisant légèrement leur capacité de mouvement.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour prélèvement d'organes et analyses biochimiques et histologiques ultèrieures.
Remplacement
L’utilisation d’animaux à des fins scientifiques se justifie ici car il n’existe aucune méthode de substitution n’utilisant pas l’animal de laboratoire et permettant l’étude de l’impact d’un composé sur le poids corporel, la composition corporelle, et les paramètres de performance musculaire dans le cadre des troubles métaboliques. Par ailleurs, bien que le composé que nous testons ont systématiquement fait l'objet d'études préliminaires réalisées in vitro dans les premières phases de son développement, l'étude in vivo reste une étape règlementaire incontournable pour la constitution d'un dossier de demande de premières études sur l'homme (passage aux études cliniques).
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés a été rationalisé à partir de l'expérience acquise par notre laboratoire sur le modèle de souris obèse et l'analyse des paramètres d'intérêt de l’étude. Ainsi, le nombre de 12 animaux par groupe pour les souris obèses a été rationalisé de façon à être en mesure de mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés avec une puissance à 0.80 et une erreur alpha à 0.05. Le groupe témoins non obèse a été réduit à 10 animaux compte tenu de la moindre variabilité dans les paramètres étudiés.
Raffinement
Le protocole a été planifié de façon à limiter au maximum le stress et l’inconfort des animaux sans compromettre les objectifs de l’étude. Les traitements seront administrés par des expérimentateurs rodés à ce type de pratique. Les animaux seront hébergés en cages individuelles pour les besoins de l’étude mais les animaux conserveront des contacts olfactifs et visuels. Un enrichissement des cages sera assuré par l'ajout d'igloos, de matériels de nidification et de briquettes en bois spécialement conçues pour le rongeur. Les prélèvements sanguins prévus seront limités au volume minimum nécessaire aux dosages ultérieurs et une crème analgésique sera appliquée sur la queue 30 minutes avant les prélèvements sanguins. Les animaux seront sous contrôle direct et permanent des expérimentateurs pendant les tests de course sur tapis roulant et pendant les test de force par agrippement. Les mesure de force musculaire in vivo seront réalisées sur animal anesthésié et une attention particulière sera apportée pendant la phase de réveil. Enfin, un suivi journalier des animaux à l'aide d'une grille de score permettra une action rapide en cas d'atteinte des points limites établis. Ces actions incluent, entre autres, une surveillance renforcée et l'emploi d'analgésiques en cas de douleur avérée.
Choix des espèces
Le modèle de souris nourries avec une alimentation enrichie en graisses est un des modèles les plus classiquement utilisés et les mieux documenté dans le cadre d'études précliniques menées dans le contexte des troubles métaboliques. Les animaux seront utilisés au stade adulte de 20 semaines. Le choix de ce stade de développement est guidé par la population humaine ciblée par les composés testés, à savoir une population adulte et tient compte d'une période de 14 semaines de régime enrichi en graisse chez le fournisseur.
Etude d’un nouvel outil de décontamination pour peaux lésées après une exposition à un agent neurotoxique sur modèle murin.
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
Objectifs
L’utilisation des armes chimiques a connu un essor industriel lors de la Première Guerre mondiale et certains agents développés à des fins militaires demeurent aujourd’hui une menace majeure. Parmi eux, les agents neurotoxiques sont considérés comme les composés les plus puissants jamais synthétisés. L’exposition cutanée à ce genre de composé est caractérisée par la pénétration des molécules de la barrière épidermique jusqu’à la circulation sanguine, permettant sa diffusion dans l’ensemble de l’organisme. Cette exposition provoque une inhibition d’une molécule essentielle au bon fonctionnement de l’influx nerveux. Il en résulte divers symptômes tels que des nausées, des vomissements, des douleurs musculaires, une paralysie et peut finalement mener au décès des personnes contaminées. Ces composés hautement toxiques nécessitent des moyens de décontamination cutanée efficaces afin de limiter les risques de diffusion dans la circulation sanguine, notamment dans le cadre d’une peau lésionnelle (brûlure, coupure, abrasion), où la rupture de la protection par la peau permet l’augmentation du passage des molécules. Bien qu’efficaces sur peau saine, les outils de décontamination utilisés actuellement n’ont pas été validées sur peaux lésées et ne peuvent donc pas être employées dans ce contexte, il n’existe donc actuellement aucun outil de décontamination pour peaux lésionnelles. Afin de répondre à cette problématique majeure, le laboratoire d’accueil a développé un nouvel outil de décontamination cutanée. Cet outil se présente sous la forme d’un gel liquide pouvant être appliquée sur la peau et séchant en un film solide à son contact. Cet outil permet la séquestration et la neutralisation des agents chimiques et a montré un fort potentiel sur des modèles ex vivo de peau saine avec une décontamination supérieure à 95 %. Ce projet a pour but d’évaluer l’efficacité de décontamination sur peaux lésées de cet outil de décontamination, après une exposition à un agent neurotoxique. Il s’agira dans un premier temps de valider l’innocuité des formulations sur des modèles murins de peau saine et lésées, puis d’en évaluer la capacité de décontamination après une exposition cutanée à un simulant d’agent neurotoxique.
Bénéfices attendus
Le besoin de développer des nouveaux outils de décontamination de peaux lésées est un axe prioritaire des thématiques de recherches de l’Agence de l’Innovation de Défense (AID). L’étude in vivo que nous souhaitons développer est indispensable pour passer de la preuve de concept établie ex vivo (sur explant d’oreilles de porc) à des modèles se rapprochant plus des phénomènes retrouvés dans la physiologie humaine après une exposition à des agents neurotoxiques. Ce projet nous permettra de développer un nouvel outil de décontamination cutanée pour peaux lésées, problématique toujours sans réponse actuellement. Nous espérons que ce nouveau système permettra d’améliorer le pronostic vital des individus exposés à des agents neurotoxiques.
Procédures
Les souris seront anesthésiées pour les manipulations suivantes : évaluation de l’innocuité de l’outil de décontamination après son application cutanée, évaluation de la capacité de décontamination de l’outil et induction des lésions cutanées. Les anesthésies dureront entre 35 minutes et 50 minutes selon la manipulation. Elles subiront également trois prélèvements de sang nous permettant de déterminer l’innocuité d’utilisation et l’efficacité de décontamination des formulations.
Impact sur les animaux
Un léger stress est attendu lors des manipulations habituelles (pesée, contention, marquage, prélèvements sanguins). La création de petites lésions cutanées pourra provoquer une douleur modérée et temporaire, ainsi qu’un inconfort lié au léchage ou au grattage de la plaie. Les prélèvements sanguins peuvent également entrainer une gêne passagère, tout comme le retrait des formulations si une légère inflammation est présente. Enfin, l’exposition à un simulant d’agent neurotoxique peut induire différents symptômes tels que des tremblements, contractions musculaires ou difficultés respiratoires. Ces effets seront surveillés avec attention et toutes les mesures nécessaires seront mises en place pour limite la douleur et le stress des animaux.
Devenir
La procédure et les prélèvements biologiques nécessitent que tous les animaux soient mis à mort.
Remplacement
Au sein du laboratoire, les outils de décontamination ont pu être testées dans un premier temps sur des surfaces inertes permettant de sélectionner ceux permettant la meilleure efficacité de décontamination. Les plus prometteurs, c’est-à-dire ceux permettant la séquestration du contaminant la plus élevée, ont par la suite été évaluées sur des modèles ex vivo de peau d’oreille de porc et par un système d’évaluation de la pénétration cutanée. Les résultats ont montré une grande capacité de séquestration du contaminant tout en réduisant considérablement sa pénétration au sein du tissu cutané empêchant ainsi sa distribution dans la circulation sanguine. Les expérimentations ex vivo permettent de se faire une première idée de leur efficacité mais manquent d’interaction complexe et des phénomènes physiologiques réels mis en jeu (pénétration du contaminant au sein du tissu cutanée et résorption par la circulation sanguine) ne peuvent pas être directement transposable à l’Homme. Ainsi, l’utilisation de modèle murin permettra d’obtenir des résultats fiables et satisfaisant avec peu d’animaux.
Réduction
L’étude a été établie de façon à avancer pas à pas dans la gravité des lésions en se basant sur l’efficacité de décontamination de l’outil. Les expérimentations sur peau saine concerneront 2 outils de décontamination différents, elle nous permettra de déterminer le plus efficace afin de l’évaluer sur un modèle de plaie superficielle. Le nombre d’animaux dans chaque groupe a été déterminé par des tests statistiques nous permettant de limiter le nombre d’individus tout en conservant une pertinence scientifique.
Raffinement
Tous les actes douloureux seront réalisés sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane et après analgésie à la buprénorphine (30 minutes avant la procédure). Un tapis chauffant sera utilisé pour les anesthésies de plus de 30 minutes. Suite à l’induction des blessures, les souris recevront une dose d’analgésique 6-8h après l’acte chirurgical et une fois par jour jusqu’à J+2. Une grille de score de souffrance sera mise en place. Les souris utilisées étant dépourvues de poils bénéficieront d’un hébergement adapté afin de limiter les risques de lésions cutanées et d’inflammation liés à leur phénotype.
Choix des espèces
Le choix de l’espèce s’est porté sur la souris, modèle de référence dans la littérature scientifique pour l’étude des plaies cutanées. L’utilisation de souris dépourvues de poils permet de s’affranchir des étapes de rasage, évitant ainsi toute inflammation superficielle ou interférence avec le processus étudiés. Les animaux seront utilisés à l’âge de 8 semaines afin de garantir qu’ils possèdent un système immunitaire mature.
Évaluation du bien-être et des comportements chez des rats hébergés dans un environnement semi-naturel
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Objectifs
L'objectif de cette étude est de comparer l'impact de deux types d'hébergement (standard et semi-naturel) sur le bien-être chez le rat au travers d'une batterie de tests ( dosages d'indicateurs de stress dans les féces, tests comportementaux : capacités motrices, capacités cognitives, anxiété et comportement social). Une analyse de l'activité exploratoire et des interactions sociales spontanées sera effectuée dans l'environnement semi-naturel au moyen d'outils d'estimation de posture et d'un système de suivi individuel de l'activité locomotrice basé sur la technologie de puces implantées pouvant identifier et localiser les animaux. Cet environnement pourra être proposé aux différentes équipes scientifiques du laboratoire pour remplacer l'hébergement standard.
Bénéfices attendus
Les rats hébergés dans un enclos aussi grand auront la possibilité de se déplacer et de grimper sur de longues distances. Les interactions sociales seront favorisées par le nombre d'animaux plus importants que dans un environnement standard. Par rapport aux cages d'hébergement conventionnelles, cet environnement devrait avoir un impact bénéfique majeur sur le bien-être des rats. Nous prévoyons que les rats élevés dans ces nouvelles conditions d'hébergement présenteront des niveaux de stress réduits et des améliorations non seulement au niveau de leurs capacités motrices, mais aussi au niveau de leurs fonctions cognitives supérieures. Cette étude nous permettra de développer une expertise dans ce nouvel environnement et ainsi en faire bénéficier nos équipes ainsi que d'autres laboratoires.
Procédures
Les animaux seront soumis à divers tests comportementaux : test de l'open field pendant 15 minutes/test du rotarod pendant 3 essais consécutifs de 5 minutes maximum/test du labyrinthe surélevé pendant 5 minutes /test de reconnaissance spatiale : 7 sessions de 6 minutes/test d'interaction pendant 2 sessions de 5 minutes.
Impact sur les animaux
Les nuisances seront celles inhérentes aux tests comportementaux pouvant induire une anxiété transitoire. Le groupe de rats inconnus sera soumis à un stress inévitable, sans possibilité de fuite. Des blessures pourraient survenir lors de bagarres dans l'environnement semi-naturel.
Devenir
Les animaux seront gardés en vie à la fin de la procédure 1 et à la fin de la procédure 2, ils seront soit replacés, soit adoptés, soit mis à mort. Nous pourrons replacer un certain nombre d'animaux dans d'autres études au sein du laboratoire : ceux hébergés en condition standard et ceux hébergés dans l’environnement semi-naturel dans la mesure où un tel environnement n’induise pas des différences notables par rapport aux études antérieures. Nous attendons la validation de notre protocole de sociabilisation par l'inspecteur vétérinaire pour pouvoir faire adopter nos animaux. Nous pourrons replacer un certain nombre d'animaux dans d'autres études au sein du laboratoire.
Remplacement
Cette étude a pour but d’évaluer le bien-être et les capacités tant motrices que cognitives des rats, ainsi l’étude in vivo est obligatoire.
Réduction
L'effectif de 8 rats a été choisi à partir d'études similaires sur la comparaison entre 2 groupes de rats hébergés dans différents milieux ainsi que dans des tests comportementaux similaires.
Raffinement
L'environnement semi-naturel est un raffinement en lui-même car il va permettre une liberté de mouvements aux animaux ainsi qu’une augmentation d’interactions sociales. Les animaux hébergés par deux en hébergement standard seront manipulés quotidiennement après une semaine d’acclimatation
Choix des espèces
Le rat est largement utilisé en tant que modèle animal en neurosciences .Les normes actuelles d'hébergement de cet animal s'avèrent contraignantes en limitant les interactions sociales par le faible effectif par cages ainsi qu'en limitant les mouvements en trois dimensions (redressement limité, cage avec un seul niveau). Il est donc intéressant d'étudier cet environnement en semi-liberté pour pouvoir le proposer aux différentes équipes scientifiques. Ces animaux seront âgés de 3 mois, ce qui correspond à de jeunes adultes car nous voulons étudier l'effet de l'hébergement sur des animaux matures et non en voie de développement.