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)
- 296 projets autorisés en mai 2026 (01/06/2026)
- 340 projets autorisés en juin 2026 (01/07/2026)
Huile essentielle, respiration et stress : du comportement au mode d’action cellulaire chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Objectifs
Le système olfactif joue un rôle important dans la régulation des émotions et du système nerveux autonome (qui contrôle notamment la respiration et le rythme cardiaque). Cela s’explique par ses interactions étroites avec la respiration, ses connexions avec des régions du cerveau impliquées dans les émotions, ainsi que par l’activation de voies nerveuses sensibles à certaines odeurs, qui peuvent aussi influencer ces fonctions. Les odeurs, et en particulier les huiles essentielles, pourraient avoir des effets apaisants sur la respiration, la variabilité de la fréquence cardiaque et l’activité cérébrale. Ce projet vise à étudier, chez le rat, l’effet spécifique de l’huile essentielle de lavande sur la réponse au stress et sur les régions cérébrales impliquées, en comparaison avec une odeur contrôle et une condition sans odeur. Il vise également à explorer le passage éventuel de certains composés de cette huile du nez vers le cerveau, notamment dans le liquide céphalo-rachidien. Le premier objectif est de tester l’hypothèse selon laquelle l’exposition à l’huile essentielle de lavande diminue le stress, en s’accompagnant d’une respiration plus lente et plus profonde, ce qui refléterait une modulation du système nerveux autonome. Pour cela, des groupes distincts de rats seront exposés de manière répétée soit à l’huile essentielle de lavande, soit à une odeur contrôle, soit à l’absence d’odeur. Une tâche de réflexe de sursaut acoustique sera ensuite utilisée pour évaluer leur niveau de stress. Les résultats attendus incluent une adaptation plus rapide à la stimulation sonore (traduite par une diminution du réflexe de sursaut), ainsi qu’une respiration plus lente et plus profonde chez les animaux exposés à l’huile essentielle. Nous attendons également une activation plus importante de certaines régions du cerveau impliquées dans la perception des sensations internes et le contrôle de la respiration, mise en évidence par un marquage de l’activité des cellules cérébrales. Le second objectif est d’évaluer le passage éventuel de composés de l’huile essentielle dans le liquide céphalo-rachidien. Les résultats attendus incluent la détection d’au moins un des principaux composants de l’huile dans le liquide céphalo-rachidien. Ce projet permettra d’évaluer de manière rigoureuse les effets et les mécanismes d’action des huiles essentielles, et pourrait contribuer au développement de nouvelles approches pour la prise en charge de l’anxiété et du stress.
Bénéfices attendus
Développer des approches nouvelles, scientifiquement validées, pour soulager l’anxiété et le stress constitue un enjeu majeur pour la santé et le bien-être. En combinant un protocole comportemental bien contrôlé à des enregistrements de la respiration, de l’analyse des réseaux neuronaux activés et enfin du mode d’action possible par le passage nez-cerveau, ce projet permettra d’évaluer de manière rigoureuse l’effet et le mécanisme d’action des huiles essentielles. À court terme, le projet apportera des données fondamentales sur l’effet et le mode d’action des huiles essentielles pour soulager le stress. À long terme, ce projet a des applications translationnelles fortes. Il est d’utilité publique d’élaborer, de valider et de combiner des approches pharmacologiques et non-pharmacologiques qui visent à soulager l’anxiété. L’utilisation d’huile essentielle, si elle est démontrée comme effective, serait une option supplémentaire simple et peu coûteuse pour les patients atteints d’anxiété dans le but d’améliorer, en adjonction avec des traitements médicamenteux, la prise en charge des patients.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à une exposition à une odeur de 20 min répétée quotidiennement pendant 5 jours. Les animaux seront soumis à une tâche de réflexe de sursaut acoustique qui durera 30min en une seule session
Impact sur les animaux
Le principal effet indésirable attendu dans ce projet est lié au protocole de réflexe de sursaut acoustique qui induit un stress. Cela étant dit ce stress sera réduit à 1 seule session et il n’y a pas de douleurs associées.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés pour chaque procédure afin de recueillir leur cerveau ou leur liquide céphalo-rachidien.
Remplacement
Il n’existe pas de méthode alternative à l’expérimentation animale pour ce projet. En effet, ce projet combine une étude du comportement avec des expositions répétées aux odeurs chez le rat, un protocole de réflexe de sursaut acoustique et une analyse des régions cérébrales activées. De plus, ce projet s’intéresse au mode d’action et au passage nez-cerveau des huiles essentielles. Il est à ce jour impossible de réaliser ces expériences sur les organoïdes qui de plus ne sont pas encore assez aboutis pour reproduire les connexions cérébrales mais aussi les données physiologiques telles que la respiration.
Réduction
Le nombre d’animaux est réduit au minimum grâce à une stratégie expérimentale optimisée. Chaque animal est suivi à plusieurs reprises au cours de l’étude, ce qui permet de recueillir davantage d’informations sans augmenter le nombre total d’animaux. De plus, différentes mesures sont réalisées sur un même animal (respiration, comportement et activité de certaines zones du cerveau), ce qui maximise les données obtenues. Enfin, les méthodes d’analyse utilisées permettent d’exploiter efficacement l’ensemble des données, même si certaines mesures sont manquantes, contribuant ainsi à limiter le nombre d’animaux nécessaires.
Raffinement
Nous ajouterons des enrichissement dans les cages des rats (tunnels, bouts de bois à ronger et lamelles de carton). Les animaux seront toujours par deux dans les cages. Les animaux sont habitués progressivement à l’expérimentateur, à la salle d’expérience et au pléthysmographe. Ils seront aussi quotidiennement manipulés par l’expérimentateur réduisant ainsi leur stress. Des points limites clairs et objectifs ont été définis afin de limiter au maximum tout stress.
Choix des espèces
Le rat est un modèle couramment utilisé pour étudier les liens entre le cerveau, le comportement et les réponses au stress. Chez cette espèce, le réflexe de sursaut acoustique est une méthode bien établie et fiable pour évaluer les réactions émotionnelles. Les mécanismes cérébraux impliqués dans ce réflexe sont bien connus, ce qui permet d’interpréter les résultats de manière robuste et pertinente. Le rat est également adapté pour l’étude du liquide céphalo-rachidien, car le volume accessible permet de réaliser des analyses sensibles dans de bonnes conditions expérimentales. Les méthodes alternatives, telles que les modèles in vitro (en culture cellulaire) ou in silico (modélisation informatique), ne permettent pas de reproduire l’ensemble des phénomènes étudiés ici, notamment les interactions entre les odeurs, le comportement, la respiration et l’activité cérébrale. L’utilisation du rat constitue donc l’approche la plus adaptée pour répondre aux objectifs du projet, tout en respectant les principes des 3R (Remplacement, Réduction, Raffinement). Les animaux utilisés seront de jeunes adultes : ils arriveront à l’âge de 8 semaines, puis bénéficieront d’une période d’habituation avant les expériences. Les tests seront réalisés lorsqu’ils auront environ 11 semaines. Ce choix permet d’étudier des animaux à un stade de développement stable, sans les effets liés au vieillissement.
Etude d’un traitement hormonal au stade préclinique sur la fonction cérébrale dans un modèle murin de la maladie d’Alzheimer. (EU 1/2)
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
Objectifs
La maladie d’Alzheimer (MA) est la démence la plus fréquente chez les personnes âgées. Sa prévalence augmente exponentiellement après 65 ans et elle touche 23% de la population après 80 ans. Compte tenu du vieillissement démographique, le nombre de personnes touchées pourrait doubler d’ici à 2050. Les mécanismes de neurodégénérescence évolutive de la MA ne sont pas encore clairement compris, néanmoins on sait que les phénomènes d’agrégation de protéines caractéristiques de la maladie sont responsables de modifications/pertes de connectivité entre différentes structures du cerveau avec des conséquences fonctionnelles. Il parait donc essentiel de comprendre et tenter de rétablir les connexions cérébrales dans cette maladie. Dans un modèle de souris mimant la MA, des troubles de la mémoire caractéristiques de la maladie évoluent progressivement entre 3 et 12 mois de vie. Une étude récente en Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) a révélé que, dès 5 mois, ces souris présentent des modifications de la structure et de la fonction du cerveau. Par ailleurs, une diminution de la sécrétion d’une hormone, l’hormone principale de la reproduction (gonadotropin-releasing hormone) a été observée à l’âge de 12 mois chez ces animaux, période où les déficits cognitifs sont bien marqués. Récemment, il a été démontré que chez des patients atteints de trisomie 21, rétablir la libération pulsatile de GnRH à l’aide de pompe, améliore les connexions cérébrales ainsi que la cognition. Dans notre modèle de souris, ce traitement a permis de restaurer la mémoire à un niveau similaire à celui des animaux sains. L’objectif de ce projet est d’étudier par IRM l’effet d’un traitement hormonal de GnRH sur la structure et le fonctionnement du cerveau d’un modèle de souris génétiquement modifiée mimant la maladie d’Alzheimer. Ce projet se déroulera dans deux établissements utilisateurs (EU) différents EU1 et EU2. Plus précisément, nous chercherons à : • caractériser les modifications cérébrales de ces souris en lien avec la maladie d’Alzheimer, afin d’avoir une référence pour évaluer les effets du traitement ; • étudier l’impact du traitement sur la structure et le fonctionnement du cerveau, pour vérifier s’il améliore ces paramètres. Pour cela, nous réaliserons des images cérébrales par IRM avant et après le traitement hormonal afin d’observer d’éventuels changements dans l’anatomie et les connexions du cerveau.
Bénéfices attendus
Près de 70 millions de personnes dans le monde sont atteintes de la maladie d'Alzheimer, et aucun traitement réellement efficace n'existe à ce jour. Les thérapies actuelles, notamment celles visant à éliminer certaines protéines impliquées dans la maladie, n'ont montré que des effets limités. Face à cette situation, les professionnels de santé disposent de peu d’options pour soulager les patients, tandis que leurs proches doivent faire face à une évolution inexorable de la maladie. Un traitement hormonal, déjà testé avec succès dans une autre maladie neurologique (la trisomie 21), pourrait offrir une nouvelle piste. En étudiant son effet sur un modèle de souris, nous espérons mieux comprendre son impact sur le cerveau et ouvrir la voie à un essai clinique chez l’humain. L’objectif est de développer une approche qui améliore la qualité de vie des patients et offre un nouvel espoir aux familles concernées.
Procédures
Afin d’évaluer la perte cognitive (anxiété/locomotion), la mémoire spatiale à court terme et la discrimination d’odeurs, des tests comportementaux (maximum trois tests, espacés d’au moins deux jours) seront réalisés dans l’EU2 chez les souris, tous les deux mois à partir de l’âge de 4 mois. La durée maximale d’un test est de 15 minutes. À l’âge de 12 à 14 mois, les souris seront transférées sur le site de l’EU1. Les interventions ci-dessous se dérouleront dans l’EU1. Les animaux seront soumis à une chirurgie courte sous anesthésie générale de 25 minutes pour implanter une petite pompe pour délivrer le traitement . Après la chirurgie les animaux seront placés dans des cages individuelles pendant deux semaines . Les souris subiront deux sessions d’IRM, espacées de 15 jours : une avant et une après le traitement. Le passage en IRM est prévu pour une durée moyenne de deux heures, sous anesthésie. Entre les deux sessions d’IRM, les animaux seront soumis à des tests comportementaux visant à évaluer différentes fonctions cognitives et motrices. Ces tests seront réalisés dans un environnement calme, après une période d’habituation de 30 minutes pour limiter le stress. Chaque souris passera 2 tests, espacés d’au moins deux jours pour éviter toute surcharge.. Afin de s’assurer de l’efficacité du traitement, les animaux subiront 4 jours après le début du traitement, des prélèvements de sang toutes les 6 minutes pendant 2h Les surfaces et équipements seront nettoyés entre chaque passage pour éviter toute influence extérieure. Deux prélèvements vaginaux seront effectués après la première et la deuxième IRM. La durée du prélèvement vaginal est de 3 secondes.
Impact sur les animaux
La chirurgie nécessaire à l’implantation de la pompe sous la peau pour délivrer le traitement peut générer de la douleur chez l’animal. Les lavements vaginaux sont non douloureux mais peuvent être inconfortables pour la souris. Les prises de sang peuvent générer une douleur ponctuelle au moment de la piqure. L’hébergement en cage individuelle peut provoquer un stress. Les tests de comportement consistant à déterminer l’activité locomotrice, l’anxiété et le stress des souris ou les performances cognitives peuvent entraîner une augmentation temporaire du stress. Une légère réduction de l’activité spontanée peut être observée après certaines manipulations, mais celle-ci reste transitoire. Les sessions d’IRM, bien que réalisées sous anesthésie pour éviter tout inconfort, nécessitent une récupération progressive de l’animal après l’examen. Toute manipulation des animaux peut provoquer du stress, de la fatigue et de l’inconfort. Notre modèle de souris mime la maladie d’Alzheimer avec une perte des fonctions cognitives progressives, à partir de 3 mois et maximale à 12 mois.
Devenir
À l’issue du protocole, toutes les souris seront mises à mort afin de procéder à des analyses anatomiques et histologiques. Ces analyses sont indispensables pour compléter les données d’imagerie et vérifier les effets du traitement à un niveau cellulaire et tissulaire. L’examen des structures cérébrales permettra d’évaluer d’éventuelles modifications induites par le traitement, telles que des changements dans l’intégrité des tissus ou la connectivité entre différentes régions du cerveau. De plus, des analyses histologiques permettront d’étudier des marqueurs spécifiques impliqués dans la maladie, afin de mieux comprendre les mécanismes d’action du traitement et d’évaluer son potentiel pour une application clinique future.
Remplacement
Nous étudions les effets d’un traitement sur la structure et le fonctionnement du cerveau chez un modèle préclinique de souris afin d’évaluer son efficacité et sa sécurité avant d’envisager des études cliniques chez l’humain. À ce jour, il n’existe pas d’alternatives non animales permettant de mesurer simultanément les performances cognitives, la connectivité cérébrale et d’éventuels effets secondaires du traitement. Les approches in silico ou in vitro, bien qu’utiles pour certaines analyses moléculaires et cellulaires, ne permettent pas d’étudier l’effet global du traitement sur un organisme vivant. L’utilisation d’un modèle animal est donc nécessaire pour évaluer l’impact du traitement sur les fonctions cérébrales, identifier d’éventuels effets indésirables et déterminer les conditions optimales d’administration. Ces données sont essentielles pour mieux comprendre les mécanismes d’action du traitement et appuyer son éventuelle application clinique.
Réduction
Notre recherche vise à explorer des processus physiologiques et physiopathologiques de l’anatomie cérébrale et de sa fonctionnalité en réponse à l’administration du traitement hormonal. Nous avons déterminé le nombre d’animaux nécessaire et suffisant en fonction des nécessités expérimentales pour réaliser des statistiques significatives. Nous avons choisi une méthode permettant de faire un suivi au cours du temps. Ainsi, les mêmes souris sont utilisées pour la première IRM, pour le traitement et pour l’observation des effets du traitement après la seconde IRM. De plus, l’IRM est une méthode qui permet de regarder de nombreux paramètres sur un même animal : la structure et le fonctionnement du cerveau et tous les paramètres cérébraux qui pourraient être modulés avec le traitement. Cela permet de réduire considérablement le nombre d’animaux et le nombre d’expériences à réaliser pour obtenir ces informations si nous n’avions pas recours à l’IRM.
Raffinement
Les animaux seront habitués dès leur plus jeune âge à être manipulés par le même chercheur qui ne changera pas au cours du protocole. Ils seront manipulés par cette personne pour s’habituer à lui et à son odeur. Cela permet de limiter le stress de la souris lorsqu’elle commence le protocole. Les souris devront être transportées entre deux animalerie où le projet se réalise. Un raffinement sera apporté lors du transport. Un temps de 15 jours sera laissé pour leur permettre de s’habituer à la nouvelle animalerie et se remettre du stress généré par le transport. Les animaux seront hébergés dans une animalerie agréée conventionnelle, en groupe jusqu’à la chirurgie puis placés dans des cages individuelles. Les animaux seront de nouveau manipulés par le chercheur pour se réhabituer à lui dans la nouvelle animalerie. Une première IRM sera réalisée par une personne qualifiée et spécialiste de la pratique de cet examen chez la souris. L’IRM n’est ni invasive, ni douloureuse et se déroulera sous simple anesthésie générale. Les souris subiront ensuite une chirurgie courte pour implanter les pompes sous cutanées permettant de délivrer le traitement. La chirurgie se fera sous anesthésie générale avec application d’un antiseptique sur la plaie pour éviter tout risque d’infection. Pour la prise en charge de la douleur, une analgésie sera assurée 30 minutes avant la procédure. Une ré-administration pourra être effectuée si nécessaire, selon l’évaluation clinique des animaux. Si des signes de douleurs persistants se manifestent, l’animal sera sorti du protocole. Mise en place de points limites précoces. La seconde IRM se pratiquera dans les mêmes conditions que la première. La mise à mort sera effectuée par un chercheur habitué à réaliser cette intervention et après injection d’un analgésique et sous anesthésie
Choix des espèces
Le protocole d’étude du traitement hormonal (GnRH) a été mis au point chez la souris, nous gardons cette espèce pour obtenir une répétabilité du protocole dans des conditions identiques. Le traitement est étudié chez un modèle génétiquement modifié qui permet d’obtenir un phénotype mimant des traits pathologiques de la maladie d’Alzheimer (MA), pathologie pour laquelle nous étudions le traitement. L’utilisation de souris génétiquement modifiées est donc indispensable à l’étude du traitement en phase pré-clinique. Les animaux utilisés sont des adultes de 3 à 15 mois ; en effet l’étude de l’hormone GnRH dans ce modèle de souris nécessite d’utiliser des animaux adultes qui commencent à développer des altérations cognitives marquées autour de l’âge de 12 mois et ces troubles persistent jusqu’à la fin de la vie de l’animal. Nous avons déjà des données préliminaires dans cette tranche d’âge et pour pouvoir comparer les données il est nécessaire de respecter cette limite d’âge.
Etude des bases cellulaires du vieillissement cérébral, effet du sexe et implication du système noradrénergique chez la souris.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Objectifs
Les odeurs guident le comportement animal (alimentation, prédateurs et reproduction) et sont sources de plaisir et de lien social chez l’humain, contribuant à notre santé mentale et physique. Les odeurs sont également une voie d’entrée pour moduler le fonctionnement cérébral, mais les mécanismes sous-jacents restent méconnus. Nous faisons l’hypothèse que cette action des odeurs soit médiée par l’induction d’une libération généralisée de noradrénaline. Le vieillissement modifie progressivement l’organisation et le fonctionnement cérébral, de manière similaire chez la souris et l’humain : notamment ceux du système olfactif permettant la perception et la mémorisation des odeurs. Ainsi, la durée de la mémoire olfactive est réduite dès l’âge moyen (12 mois) chez les souris mâles, avant une détérioration complète à 18 mois. Le système neuromodulateur noradrénergique régulant la mémoire olfactive chez le jeune adulte, nous faisons l’hypothèse qu’un déficit noradrénergique contribue à l’altération de la mémoire olfactive à l’âge moyen. Des stratégies de promotion du bien-vieillir visant à stimuler le système noradrénergique ont été développées. Par exemple, un enrichissement olfactif tout au long de la vie, améliore l’olfaction des souris âgées mais également la cognition de manière globale, avec un remaniement de l’innervation noradrénergique et de l’activation cérébrale. Toutefois, les mécanismes cellulaires sous-tendant la capacité des odeurs à mobiliser le système noradrénergique restent à explorer. Enfin, alors que des différences anatomo-fonctionnelles liées au sexe sont maintenant identifiées dans de nombreux processus physiologiques, l’influence du sexe sur les mécanismes du fonctionnement et du vieillissement cérébral n’est que très rarement étudiée. Combinant des approches anatomiques et fonctionnelles chez la souris, ce projet de recherche fondamentale étudie les spécificités liées au sexe et les altérations liées au vieillissement de : 1) la mémoire olfactive, 2) l’effet des odeurs sur le fonctionnement cérébral, et 3) l’action de la noradrénaline. Ce projet permettra une meilleure compréhension des mécanismes du vieillissement cérébral en incluant la dimension du sexe et contribuera ainsi au développement de stratégies de remédiation du vieillissement, dans une perspective de médecine personnalisée.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre l’action des odeurs sur le fonctionnement cérébral global, le mode d’action de la noradrénaline et les mécanismes cellulaires sous-tendant le vieillissement cérébral en interaction avec l’effet du sexe, pour pouvoir proposer des stratégies de remédiation/promotion du bien-vieillir, qui soient les plus efficaces possibles et qui prennent en compte les différences liées au genre dans une perspective de médecine personnalisée. Il s’agira de produire la 1ere démonstration sans ambiguité de la capacité des odeurs à induire la libération de noradrénaline dans différentes régions cérébrales et à moduler leur fonctionnement, hypothèse pour laquelle il n’existe actuellement que des preuves indirectes. A l’issue de ce projet, il pourra être envisagé de proposer la mise en place de stratégies de promotion du bien vieillir chez l’humain, basées sur l’utilisation des odeurs.
Procédures
Les animaux seront soumis à des test comportementaux visant à étudier leur capacité d’apprentissage et de mémorisation des odeurs. Pour cela, ils seront entrainés (cet entrainement se fait par simple exposition répétée à un odorant) puis évalués à différents délais après l’apprentissage pour évaluer pendant combien de temps ils se souviennent des odorants appris. L’ensemble de ces tests comportementaux s’étalera sur 2 mois et sera effectué sur des groupes d’animaux différents à différents âges pour étudier l’effet du vieillissement. Afin d’analyser la libération de noradrénaline chez l’animal vigile en comportement, une approche en photométrie par fibre optique sera utilisée. Elle nécessite des injections intracérébrales de vecteurs viraux et à l’implantation de fibres optiques lors d’une chirurgie. L’ensemble de cette intervention comprend la chirurgie (d’une durée de 30 min), la phase de récupération et les enregistrements pendant le comportement et s’étend sur 2 mois maximum. Afin de caractériser les contacts établis par les fibres noradrénergiques sur différents neurones, nous utiliserons la technologie GRASP permettant de révéler les contacts entre deux populations neuronales spécifiques. Elle nécessite des injections intracérébrales de vecteurs viraux lors d’une chirurgie. L’ensemble de cette intervention comprend la chirurgie (d’une durée maximale de 45 min) et la phase de récupération et s’étend sur 6 semaines maximum.
Impact sur les animaux
Les animaux implantés avec une fibre optique (procédure chirurgicale) étant remis entre congénères (pour éviter l'isolement des animaux), ils peuvent être susceptibles de se blesser. Des dégradations du matériel d’implantation et donc de la zone cérébrale correspondante peuvent aussi être engendrées. Les chirurgies peuvent également induire des effets secondaires indésirables (perte de poids, douleurs, stress, apathie, stéréotypie etc). Enfin, la manipulation des animaux ainsi que les injections intrapéritonéales peuvent induire chez les animaux un stress léger. Une surveillance sera mise en place à l’aide d’une grille de score évaluant l’état physiologique et comportemental de l’animal, définissant des points limites connus et maitrisés.
Devenir
Tous les animaux utilisés seront mis à mort afin de prélever le cerveau pour 1) contrôler les injections et implantations chirurgicales et 2) analyser post-mortem l’activité neuronale ou les connexions entre les neurones.
Remplacement
L’étude de processus physiologiques et plus particulièrement l’étude des bases neurales du comportement (ici apprentissage et mémoire olfactifs et l’impact du sexe et du vieillissement) nécessite l’utilisation d’animaux vivants et ne peut s’envisager sur des modèles strictement in vitro. Notre projet se focalise sur un modèle expérimental nécessitant l’utilisation d’un modèle animal. Il n'existe pas de modèle cellulaire reproduisant nos procédures expérimentales.
Réduction
Pour nos expérimentations, nous avons prévu le nombre nécessaire et suffisant d’animaux (10 à 15 souris par groupe selon les méthodologies), pour garder une puissance statistique dans le traitement des résultats. Lorsque cela était possible sans compromettre le résultat des expériences et sans altérer le bien-être des animaux, nous avons prévu d’effectuer plusieurs analyses sur les mêmes animaux. Ces prévisions sont basées sur les précédentes études de l’équipe et les données de la littérature. De plus, pour assurer la fiabilité statistique nous randomiserons les animaux et les groupes, et afin de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés, nous corrélerons (grâce à des statistiques adaptées) le comportement et les paramètres cellulaires sur les mêmes animaux.
Raffinement
Les animaux feront l’objet d’une surveillance rapprochée pour détecter les points limites de souffrance. Le poids et l’apparence physique seront vérifiés pendant toute la durée du protocole. Pour réduire le risque d’un impact physique et psychique, une semaine de repos sera effectuée à l’arrivée des animaux avant début des expérimentations. Une sciure avec copeaux longs sera utilisée. Les animaux seront maintenus en groupe (de 5 maximum), avec nourriture et eau à volonté. Les cages sont transparentes pour favoriser la communication. Lors de la procédure chirurgicale, les souris seront placées sous anesthésie générale à l’aide d’un analgésique approprié. Une injection d’antalgique sera pratiquée avant et après chirurgie, réitérée ensuite en fonction de l’état de l’animal. En attendant un réveil partiel, les animaux seront placés sous une lampe chauffante. Le test de pli de peau sera pratiqué pour vérifier le niveau d’hydratation (une injection de NaCl sera faite si besoin). Le poids sera contrôlé pendant les jours suivants. L'état général sera évalué régulièrement pendant la phase de récupération.
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris car son comportement et l’importance écologique de la fonction olfactive de cette espèce sont particulièrement adaptés à la question de recherche qui nous intéresse, c’est-à-dire l’effet du vieillissement sur le fonctionnement cérébral. De plus, le cerveau et le système olfactif humain et murin présentent de grandes similarités anatomiques et fonctionnelles, y compris des altérations similaires liées au vieillissement, faisant de cette espèce un très bon modèle pour étudier le vieillissement cérébral et le système olfactif. Le modèle murin permet l’accès à une analyse à l’échelle cellulaire du fonctionnement cérébral, inaccessible chez l’humain. Enfin, l’ensemble des données antérieures a été obtenu chez cette espèce ; elle est classiquement utilisée dans ce type d’étude, et nos données pourront être comparées à celles de la littérature. Afin d’étudier l’effet du vieillissement sur la mémoire olfactive et les mécanismes cellulaires sous-jacents, les expériences seront réalisées aux stades jeune adulte (2 mois) et à différents stades de vieillissement (9, 12 et 18 mois), afin de définir la chronologie de l’altération de ces processus. La maturité sexuelle, qui se situe à 8 semaines chez les femelles et 10 chez les mâles, est atteinte. Les âges (jeune adulte 2 mois, âge moyen 9-12 mois, âge avancé 18 mois) ont été choisis sur la base de la littérature existante sur le vieillissement.
Identification des composés sémiochimiques (odeurs) et des voies neuronales impliqués dans les régulations sociales de la fonction de reproduction chez la brebis – Partie 02
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
Objectifs
Chez les petits ruminants, la saisonnalité de la reproduction conduit à des variations annuelle de la disponibilité et du prix des produits (lait et viande) sur le marché. La maîtrise de la saisonnalité de la reproduction chez ces animaux est donc un enjeu majeur pour les éleveurs. Depuis les années 1970, les traitements hormonaux sont utilisés pour désaisonner la reproduction et ils restent le seul moyen efficace pour contrôler la reproduction à ce jour. L’utilisation d’hormones dans les élevages est cependant un sujet de préoccupation majeur et un enjeu de santé publique. Dans ce projet nous proposons d’approfondir la compréhension d’un processus biologique naturel qui pourrait apporter une solution aux traitements actuels : l’effet mâle (EM). En effet, chez les ovins, un mâle rendu sexuellement actif via un traitement photopériodique va, via l’émission de molécules odorantes être capable de désaisonner les femelles qui interagissent avec lui. Dans ce projet nous proposons d’identifier les molécules à l’origine de l’EM mais également de mieux comprendre comment le cerveau des femelles intègrent ces signaux pour développer de nouvellesapproches agroécologiques, bassée surl'olfaction qui pourraient être plus responsables et plus éthiques. Ce projet sera réalisé dans deux unités expérimentales différentes.
Bénéfices attendus
Le présent projet vise à étudier les mécanismes biologiques de l'effet Male avec pour but ultime de remplacer les traitements pharmacologiques hormonaux dans les exploitations. Une meilleure compréhension des mécanismes de contrôle de la reproduction chez les ovins est néanmoins indispensable pour tenir cet objectif de remplacement.
Procédures
Six prélèvements sanguins seront réalisés sur les mâles inclus dans cette étude dans EU1. Huit prélèvements sanguins, deux anesthésies générale 2 intubations, une endoscopie et séances d'imagerie seront réalisées sur les femelles inclues dans cette étude dans l'UE2. Les prélèvements sanguins durent quelques secondes et seront suivis d'une récompense. Les anesthésies générales et les intubations durent moins de 1h30. L'endoscopie dure 20 minutes environ et les séances d'imagerie durent environ 1heure.
Impact sur les animaux
Les différentes injections nécessaires pour l'anesthésie générale nécessite une contention légère qui peut induire un stress minime. Les différentes étapes de transport peuvent également engendrer un stress minime pour les animaux. La procédure d'endoscopie peut générée une douleur légère durant quelques heures. La procédure de prélévement sanguin nécessite une contention qui peut induire un stress léger.
Devenir
Les mâles seront réintroduits dans le troupeau d'origine de l'unité expérimentale. Les femelles seront euthanasiées pour les besoins d'étude en biologie moléculaires afin d'affiner notre compréhension du mécanisme.
Remplacement
L'effet mâle est une pratique utilisée en élevage pour induire l'activation de la fonction de reproduction en dehors de la saison sexuelle chez les animaux d'élevages. L'étude de l'effet mâle et des processus neurologiques mis en jeu nécessitent, de fait, l'utilisation d'animaux vivants et ne peux être substitué par une approche alternative. Le modèle choisi est le modèle de référence pour étudier effet. Les résultats acquis par le présent projet viendront donc s'ajouter à la masse de connaissances sur le sujet afin de nourrir la compréhension de ce processus physiologique.
Réduction
Notre protocole expérimental a été mis en place de sorte à réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés et la moitié seront réintroduit au sein du troupeau de l'EU2. S'agissant d'exposition des femelles exposées aux mâles actifs avec une finalité d'analyse en biologie moléculaire, les animaux seront euthanasiés. Pour les besoins de l'analyse statistique, en se basant sur la variabilité intrinsèque des méthodes de quantifications utilisées dans ce projet, 15 animaux par groupe seront nécessaires à l'étude.
Raffinement
Nous raffinerons chaque procédure dans le but de réduire au maximum l'inconfort, la douleur ou l'angoisse subie par les animaux. Les animaux seront hébergés en groupes lors des procédures afin de réduire le stress au maximum. Aussi, la priorité sera mise sur l'habituation des animaux au maniements et aux différents déplacements nécessaires à l'étude (déplacement pour rejoindre les enclos, déplacement entre les unités expérimentales pour les besoins de l'imagerie). Les habituations seront menées par une mise en contact quotidienne des animaux avec le matériel de transport (petite remorque spécifique pour le transport d'animaux utilisée par le personnel animalier), les animaux seront déplacés à minima par deux, pour éviter la sensation d'isolement pour réduire le stress au maximum et d'obtenir des résultats de qualité. Le comportement (notamment l'isolement du groupe, grincement des dents), l'état clinique des brebis et la prise alimentaire des animaux seront surveillés tout au long de l'expérimentation. Ce suivi permettra d'évaluer le bien-être des animaux et de décider de la prise en charge adéquate avec l'appui d'un avis vétérinaire.
Choix des espèces
L'effet mâle est une pratique qui est utilisée en élevage pour induire l'activation de la fonction de reproduction en dehors de la saison sexuelle chez les animaux d'élevage. L'étude de l'effet mâle et des processus neurologiques mis en jeux nécessite, de fait, l'utilisation d'animaux vivants et ne peux être substitué par une approche alternative. Le modèle choisi ici, est celui pour lequel cet effet a été le plus caractérisé. Les résultats acquis par le présent projet viendront donc s'ajouter à la masse de connaissances sur le sujet afin de nourrir la compréhension du phénomène physiologique. L'étude nécessite des animaux ayant une fonction de reproduction mature, donc des animaux ayant passé le stade de la puberté.Ainsi les animaux utilisés seront adultes.
Identification des composés sémiochimiques (odeurs) et des voies neuronales impliqués dans les régulations sociales de la fonction de reproduction chez la brebis – Partie 02
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
Objectifs
Chez les petits ruminants, la saisonnalité de la reproduction conduit à des variations annuelle de la disponibilité et du prix des produits (lait et viande) sur le marché. La maîtrise de la saisonnalité de la reproduction chez ces animaux est donc un enjeu majeur pour les éleveurs. Depuis les années 1970, les traitements hormonaux sont utilisés pour désaisonner la reproduction et ils restent le seul moyen efficace pour contrôler la reproduction à ce jour. L’utilisation d’hormones dans les élevages est cependant un sujet de préoccupation majeur et un enjeu de santé publique. Dans ce projet nous proposons d’approfondir la compréhension d’un processus biologique naturel qui pourrait apporter une solution aux traitements actuels : l’effet mâle (EM). En effet, chez les ovins, un mâle rendu sexuellement actif via un traitement photopériodique va, via l’émission de molécules odorantes être capable de désaisonner les femelles qui interagissent avec lui. Dans ce projet nous proposons d’identifier les molécules à l’origine de l’EM mais également de mieux comprendre comment le cerveau des femelles intègrent ces signaux pour développer de nouvellesapproches agroécologiques, bassée surl'olfaction qui pourraient être plus responsables et plus éthiques. Ce projet sera réalisé dans deux unités expérimentales différentes.
Bénéfices attendus
Le présent projet vise à étudier les mécanismes biologiques de l'effet Male avec pour but ultime de remplacer les traitements pharmacologiques hormonaux dans les exploitations. Une meilleure compréhension des mécanismes de contrôle de la reproduction chez les ovins est néanmoins indispensable pour tenir cet objectif de remplacement.
Procédures
Six prélèvements sanguins seront réalisés sur les mâles inclus dans cette étude dans EU1. Huit prélèvements sanguins, deux anesthésies générale 2 intubations, une endoscopie et séances d'imagerie seront réalisées sur les femelles inclues dans cette étude dans l'UE2. Les prélèvements sanguins durent quelques secondes et seront suivis d'une récompense. Les anesthésies générales et les intubations durent moins de 1h30. L'endoscopie dure 20 minutes environ et les séances d'imagerie durent environ 1heure.
Impact sur les animaux
Les différentes injections nécessaires pour l'anesthésie générale nécessite une contention légère qui peut induire un stress minime. Les différentes étapes de transport peuvent également engendrer un stress minime pour les animaux. La procédure d'endoscopie peut générée une douleur légère durant quelques heures. La procédure de prélévement sanguin nécessite une contention qui peut induire un stress léger.
Devenir
Les mâles seront réintroduits dans le troupeau d'origine de l'unité expérimentale. Les femelles seront euthanasiées pour les besoins d'étude en biologie moléculaires afin d'affiner notre compréhension du mécanisme.
Remplacement
L'effet mâle est une pratique utilisée en élevage pour induire l'activation de la fonction de reproduction en dehors de la saison sexuelle chez les animaux d'élevages. L'étude de l'effet mâle et des processus neurologiques mis en jeu nécessitent, de fait, l'utilisation d'animaux vivants et ne peux être substitué par une approche alternative. Le modèle choisi est le modèle de référence pour étudier effet. Les résultats acquis par le présent projet viendront donc s'ajouter à la masse de connaissances sur le sujet afin de nourrir la compréhension de ce processus physiologique.
Réduction
Notre protocole expérimental a été mis en place de sorte à réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés et la moitié seront réintroduit au sein du troupeau de l'EU2. S'agissant d'exposition des femelles exposées aux mâles actifs avec une finalité d'analyse en biologie moléculaire, les animaux seront euthanasiés. Pour les besoins de l'analyse statistique, en se basant sur la variabilité intrinsèque des méthodes de quantifications utilisées dans ce projet, 15 animaux par groupe seront nécessaires à l'étude.
Raffinement
Nous raffinerons chaque procédure dans le but de réduire au maximum l'inconfort, la douleur ou l'angoisse subie par les animaux. Les animaux seront hébergés en groupes lors des procédures afin de réduire le stress au maximum. Aussi, la priorité sera mise sur l'habituation des animaux au maniements et aux différents déplacements nécessaires à l'étude (déplacement pour rejoindre les enclos, déplacement entre les unités expérimentales pour les besoins de l'imagerie). Les habituations seront menées par une mise en contact quotidienne des animaux avec le matériel de transport (petite remorque spécifique pour le transport d'animaux utilisée par le personnel animalier), les animaux seront déplacés à minima par deux, pour éviter la sensation d'isolement pour réduire le stress au maximum et d'obtenir des résultats de qualité. Le comportement (notamment l'isolement du groupe, grincement des dents), l'état clinique des brebis et la prise alimentaire des animaux seront surveillés tout au long de l'expérimentation. Ce suivi permettra d'évaluer le bien-être des animaux et de décider de la prise en charge adéquate avec l'appui d'un avis vétérinaire.
Choix des espèces
L'effet mâle est une pratique qui est utilisée en élevage pour induire l'activation de la fonction de reproduction en dehors de la saison sexuelle chez les animaux d'élevage. L'étude de l'effet mâle et des processus neurologiques mis en jeux nécessite, de fait, l'utilisation d'animaux vivants et ne peux être substitué par une approche alternative. Le modèle choisi ici, est celui pour lequel cet effet a été le plus caractérisé. Les résultats acquis par le présent projet viendront donc s'ajouter à la masse de connaissances sur le sujet afin de nourrir la compréhension du phénomène physiologique. L'étude nécessite des animaux ayant une fonction de reproduction mature, donc des animaux ayant passé le stade de la puberté.Ainsi les animaux utilisés seront adultes.
Impact d’un enrichissement olfactif gestationnel chez la truie sur les réponses socio-émotionnelles et cognitives du porcelet lors du rappel de l’odeur, et réponses cérébrales sous-jacentes.
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Objectifs
Le projet vise à évaluer si une exposition prénatale à une odeur, associée à un renforcement maternel positif, a des effets bénéfiques sur les réponses comportementales, sociales, émotionnelles et cognitives de leurs porcelets lors de challenges sociaux ou environnementaux caractéristiques de l’élevage conventionnel, et à identifier les mécanismes cérébraux sous-jacents. Pour répondre à cet objectif de recherche, nous testerons 5 hypothèses. Chez les porcelets sevrés issus de truies exposées régulièrement pendant la gestation à une odeur ingérée dans un contexte positif (i.e. renforcement sucré et contact positif à l’homme), le rappel de l’odeur apprise prénatalement : (1) favorisera une meilleure adaptation comportementale à un mélange social au sevrage, un évènement particulièrement stressant en élevage porcin ; (2) diminuera les réponses émotionnelles indicatrices de stress lors de tests d’environnement nouveau et de soudaineté ; (3) améliorera les performances cognitives (mémoire et apprentissage) lors d’une tâche d’apprentissage spatial via un effet bénéfique de l’odeur sur le stress pendant la tâche ; (4) aura des effets bénéfiques sur les interactions sociales lors de situations de confrontation sociale ; Enfin, (5) la perception de l’odeur apprise pendant la vie fœtale dans un contexte positif pour les mères va générer, chez le porcelet, des réponses dans les régions cérébrales impliquées dans le traitement hédonique de la récompense, ainsi que dans les structures liées à l’apprentissage et la mémoire.
Bénéfices attendus
L’élevage conventionnel porcin est caractérisé par des environnements pauvres et monotones, et offrant peu de stimulations sensorielles aux animaux, ce qui peut engendrer un sentiment d'ennui et de frustration et avoir des effets délétères sur le bien-être. Ce projet apportera une preuve de concept et des connaissances scientifiques sur l’efficacité d’une stratégie à base d’odeurs associées à un enrichissement des conditions de vie des mères (récompense alimentaire, contacts humains positifs) pour l’amélioration de la santé mentale et physique de porcelets en agissant sur l’environnement maternel. Sur le plus long terme, cette preuve de concept pourrait permettre d'envisager le développement de stratégies d'enrichissement peu onéreuses et faciles à implémenter via l'odorisation de l'aliment ou de l'air dans des systèmes qui offrent parfois peu d'opportunité d'aménagement. Cela sera rendu possible notamment par l’implication dans ce projet d’un partenaire privé spécialisé dans la formulation d'actifs aromatiques à destination des animaux de rente.
Procédures
Les truies gestantes seront soumises soit à aucun traitement (n = 50 truies témoin), soit à des traitements positifs quotidiens (n = 50 truies odeur), notamment l'ingestion de sucres anisés et des contacts positifs avec l'homme pendant l'administration des récompenses sucrées. La majorité des porcelets du projet seront soumis uniquement à des tests comportementaux (tests d'environnement nouveau, de soudaineté, d'apprentissage spatial, de réunion sociale ou de discrimination sociale). Environ 2 semaines après la naissance, des porcelets sous la mère (n = 20 porcelets/traitement) seront soumis individuellement à un test unique d’environnement nouveau. A partir de 5 semaines d’âge, soit une semaine après le sevrage, des porcelets (n = 24 porcelets/traitement) seront soumis individuellement à un test unique d’environnement nouveau combiné à un test de soudaineté. Ces mêmes porcelets (n = 24 porcelets/traitement) seront ensuite testés individuellement dans une tâche d’apprentissage spatial (labyrinthe récompensé), avec 12 sessions de tests sur 6 jours. Au même âge, d’autres porcelets (n = 24 porcelets/traitement) seront testés par paire dans un test unique de réunion sociale. Une partie de ces porcelets (n = 15 porcelets/traitement) sera ensuite testée individuellement dans un test de discrimination sociale en présence de deux animaux stimuli. Autour de 8 semaines d’âge, 26 porcelets (n = 13/traitement) seront soumis à une session unique d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) durant laquelle ils seront anesthésiés et suite à laquelle ils seront euthanasiés sans levée d’anesthésie.
Impact sur les animaux
Les tests comportementaux peuvent induire un léger état de stress lié à la séparation du groupe social et/ou au déplacement dans un environnement relativement nouveau. Ces effets seront réduits pour des phases d’habituation aux expérimentateurs, aux manipulations et déplacements et aux dispositifs de tests.
Devenir
Les porcelets soumis à l’imagerie cérébrale seront mis à mort (car ils ne peuvent pas repartir dans le circuit classique de production de viande suite à l'injection de produits nécessaires à la réalisation de la procédure). Ils seront euthanasiés sans levée d'anesthésie. Les porcelets soumis uniquement aux observations et tests comportementaux seront gardés en vie et seront replacés dans le système d'élevage pour rejoindre le circuit classique de production de viande.
Remplacement
Ce projet visant à explorer les effets d’une programmation gestationnelle olfactive sur les comportements de la descendance, et l’activité cérébrale sous-jacente chez le porc. Il est donc absolument nécessaire de travailler sur des animaux vivants et vigiles (hormis pour l'imagerie cérébrale qui s'effectue sur animaux anesthésiés). L’utilisation du porc ne peut donc pas être remplacée.
Réduction
Les effectifs d'animaux utilisés pour cette expérience ont été calculés sur la base de la variabilité interindividuelle des mesures enregistrées en tests de comportements et imagerie cérébrale. Sur la base de notre expérience et de nos travaux précédents, nous estimons qu’un minimum de 10 à 12 animaux par lot expérimental est nécessaire pour s’assurer de pouvoir traiter les données avec des statistiques paramétriques à la fois pour les données comportementales et d’imagerie cérébrale. Par ailleurs, dans la mesure du possible, une partie des animaux sont testés dans plusieurs tests comportementaux successifs afin de maximiser la quantité de données comportementales acquises par animal et diminuer les effectifs totaux.
Raffinement
L'objectif de ce projet est d'étudier les effets bénéfiques d’une odeur apprise in utero dans un contexte positif pour les mères (odeur associée à un renforcement positif) sur les réponses socio-émotionnelles et cognitives de leur descendance. Le projet ne génère donc pas de souffrance animale et propose, au contraire, à la moitié des animaux (groupe odeur) des améliorations au milieu de vie standard habituellement rencontré en élevage conventionnel (groupe témoin), ce qui peut donc engendrer une potentielle amélioration de l'état émotionnel de ces animaux. L’évaluation des réponses cérébrales sous-jacentes au traitement central des informations olfactives nécessite de travailler sur des animaux vivants. Néanmoins, le recours à l’anesthésie générale pendant l’ensemble de la procédure d’imagerie assure une absence de souffrance.
Choix des espèces
Ce projet sera réalisé sur le porc qui est l'espèce cible du projet, avec des perspectives d'application à la filière porcine. En effet, le projet pourrait possiblement conduire au développement de stratégies d'enrichissement du milieu à base d'odeurs alimentaires dans les élevages conventionnels. De plus, le projet pourrait aboutir à l'identification de nouveaux indicateurs précoces de bien-être et de santé dans cette espèce, utilisables par la suite pour évaluer les modes d'élevage existants. Nous utiliserons des truies gestantes et leurs porcelets après la naissance car le protocole repose sur le développement d'apprentissages olfactifs in utero, en association avec un renforcement positif procuré aux mères par l'enrichissement sensoriel (sucre, odeur et contacts positifs avec l’humain). Dans l'essai préliminaire, nous souhaitons vérifier le transfert des odeurs aux fœtus et la bonne acquisition de l'apprentissage olfactif. Ainsi, nous testerons les porcelets dès la période de lactation pour s’assurer de la réussite de l’apprentissage au plus près de la fin de l’exposition olfactive prénatale. Les porcelets sous la mère seront testés dans des tests d’environnement nouveau en présence de l’odeur ou non ou dans des tests de choix d'odeurs. Dans les 2 essais du projet principal, nous souhaitons vérifier que la perception d'une odeur familière, apprise prénatalement dans un contexte positif, permet de réduire les réponses de stress induites lors de challenges cognitifs, sociaux ou environnementaux. Pour ce faire, les porcelets seront testés autour du sevrage, car cette étape est particulièrement sensible en élevage, avec des changements environnementaux (changement de logement), alimentaires (sevrage du lait et passage à une alimentation solide), et sociaux (séparation de la mère et mélange avec des porcelets issus d'autres portées). Ils seront ensuite testés lors de tests comportementaux qui nécessitent des périodes plus ou moins longues de familiarisation à l’expérimentateur et aux dispositifs de tests. L’imagerie cérébrale sera quant à elle réalisée lorsque les animaux auront atteint un poids de 25 kg minimum pour des raisons de compatibilité avec les dispositifs d’imagerie et les atlas cérébraux disponibles.
Rôle de l’ocytocine dans le cortex olfactif sur les comportements maternels 2/2
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Objectifs
L’ocytocine est une molécule libérée par les neurones du cerveau, connue pour son rôle dans la lactation et lors de l’accouchement. Cependant, des études récentes montrent que l’ocytocine a aussi une action sur le cerveau lui-même, et que cette action favoriserait les comportements sociaux et maternels. Ainsi, l’ocytocine est considérée comme une hormone ayant un effet « pro-social » mais ses mécanismes d’action sont encore méconnus. L’objectif de cette étude est de comprendre comment l’ocytocine agit sur les neurones du cerveau lors des comportements maternels. Chez la plupart des mammifères, l’olfaction joue un rôle central pour les interactions entre individus et en particulier entre adultes et leurs progénitures. Chez la souris, le cortex olfactif présente une densité exceptionnelle de récepteurs à l’ocytocine par rapport à d’autres régions cérébrales, notamment chez les femelles, avec une densité accrue chez les mères par rapport à des femelles vierges. Aux vues de cette forte expression chez les mères, nous faisons l’hypothèse que l’ocytocine dans le cortex olfactif est impliquée dans les comportements maternels chez les souris femelles. Pour tester cette hypothèse, nous réaliserons des expériences de comportement en présence de souriceaux âgés de 1 à 10 jours ou de leurs odeurs, et nous manipulerons la transmission ocytocinergique dans le cortex olfactif pour tester le rôle de l’ocytocine dans ces comportements. Nous enregistrerons également l’activité des neurones du cortex olfactif en parallèle de la respiration lors de ces expériences. Nous utiliserons des électrodes très fines placées au préalable dans les régions cérébrales impliquées. Le grand nombre de neurones enregistrés via cette méthode nous permettra de réduire considérablement le nombre d’animaux utilisés. Nous utiliserons des tests statistiques et des études pilotes pour déterminer le nombre d’animaux nécessaires à nos expériences. Pour tester le rôle de l’ocytocine, nous ciblerons les neurones qui libèrent de l’ocytocine ou bien ceux qui répondent à l’ocytocine. Pour cela, des injections d’agents pharmacologiques seront nécessaires et nous devrons faire exprimer des molécules spécifiques dans le cerveau grâce à des adénovirus injectés au préalable. Nous quantifierons l’expression des comportements maternels et l’activité des neurones tout en veillant au bien-être des souris et souriceaux.
Bénéfices attendus
Chez les Mammifères, la mise en place des comportements maternels est essentielle pour la survie des petits et de l’espèce en général. Chez l’Homme, il est notamment connu que le lien entre mère et enfant est facilité par la neurohormone nommée oxytocine, libérée dans la circulation sanguine de la mère lors de l’accouchement. Nous savons également que les odeurs jouent un rôle important et bénéfique dans le lien entre mère et enfant, un lien qui peut être affecté dans certaines situations, notamment lors de certains accouchements par césarienne (les taux d’oxytocine libérés sont alors plus limités). Ce projet permettra de mieux comprendre comment le cerveau s’adapte lorsqu’il s’agit de mettre en place des comportements maternels et le rôle des odeurs dans ce processus. A terme, il pourrait permettre de mettre en place des stratégies pour faciliter l’établissement de ces comportements chez l’Homme dans des situations problématiques liées à la maternité. Cette perspective est d’autant plus réaliste que l’administration d’ocytocine par voie intranasale est déjà réalisée chez des enfants autistes pour améliorer leurs relations sociales.
Procédures
Les souris seront utilisées lors de tâches comportementales en présence de souriceaux ou de leurs odeurs. Ces tâches de courte durée (1h environ) auront lieu quotidiennement pendant les phases d’expérimentation (durée maximum de 2 mois). Notre étude nécessitera de réaliser des injections (moins de 3min par injection/jour, environ 6 injections par souris espacées d’un minimum de 48h) chez les souris adultes. Avant les tâches, les souris seront progressivement habituées aux injections et à la contention associée. Dans une série d’expérience, afin de pouvoir présenter les odeurs aux souris de manière précise et juste devant leur nez, nous devrons maintenir leur tête en position fixe au sein du dispositif comportemental qui permet de délivrer les odeurs. La durée de contention par maintien de la tête n'excédera pas 1h et sera réalisée après une habituation progressive. Afin de comprendre le fonctionnement du cerveau lors des tâches réalisées, certaines souris seront équipées d’implants cérébraux qui permettent d’enregistrer l’activité de dizaines de neurones en cours de comportement. L’implantation de ces équipements et la réalisation de ces expériences nécessitent la réalisation de chirurgies en amont des tâches (maximum 2 chirurgies par animal, durée 1-6h). A la fin de l'expérimentation, les souris seront soumises à une perfusion afin de préserver les tissus cérébraux et d'effectuer des contrôles histologiques (durée de la procédure inférieure à 20min, réalisée sous traitement anesthésique et analgésique).
Impact sur les animaux
Les souris utilisées dans ce projet seront mises en présence de souriceaux (ou d’odeurs de souriceaux) et nous observerons leur comportement pour quantifier leur capacité à en prendre soin. Les souriceaux pourront être brièvement séparés de leur mère le temps de réaliser ces tests, ce qui correspond à un stress modéré car réduit dans la durée. Pour limiter ce stress, il sera parfois possible de sédater ou anesthésier les souriceaux, ce qui nécessite d’injecter des substances médicamenteuses via des injections sous-cutanées réalisées à l’aide d’aiguilles très fines. Afin de pouvoir tester le rôle de l’ocytocine dans ces comportements, nous utiliserons des méthodes qui permettent de cibler les neurones capables de libérer de l’ocytocine ou bien les neurones qui répondent à l’ocytocine lorsqu’elle a été libérée. Pour cela, nous devrons faire exprimer des molécules spécifiques dans le cerveau des souris adultes grâce à l’expression d’adénovirus injectés au préalable et des injections d’agents pharmacologiques seront nécessaires. Ces injections représentent potentiellement une légère nuisance pour les animaux car elles nécessitent de les maintenir immobiles pendant la durée de l’injection (contention). Pour pouvoir enregistrer l’activité des neurones dans les souris, nous utiliserons des électrodes très fines placées au préalable dans les régions cérébrales impliquées. Un hébergement en cage individuelle enrichie sera parfois nécessaire pour éviter que ces électrodes ne soient pas détruites par les congénères. Les souris pourront être connectées via un câble fin au système d’enregistrement ce qui peut générer une légère gêne. De plus, les odeurs étant très volatiles, il nous faudra maintenir la tête des souris proches de la source d’odeurs dans certaines expériences, en réalisant une fixation de leur tête limitée dans la durée.
Devenir
L’euthanasie des 3630 souris adultes en fin d’expérimentation sera nécessaire pour prélever leur cerveau et faire l’analyse post-mortem des tissus cérébraux. Cette procédure sera réalisée par des expérimentateurs compétents et soucieux du bien-être animal, sous anesthésie profonde avec le degré d’analgésie recommandé par les services vétérinaires. La mise à mort sera ainsi indolore pour les animaux, avec une perte de conscience rapide. Les souriceaux seront aussi mis à mort à la fin des procédures si les mères ne peuvent pas être gardées en vie jusqu'au sevrage car ils ne peuvent être gardés en absence de leur mère (1700 souriceaux concernés). Il est possible de retarder l’euthanasie de la mère pour attendre le sevrage et ensuite les replacer au sein de la communauté des utilisateurs. Si la mère n’est pas utilisée pour des contrôles histologiques, les souriceaux seront gardés en sa présence et proposés à la communauté des utilisateurs pour une utilisation future potentielle, limitant ainsi le nombre d’animaux utilisés dans l’établissement (4530 souriceaux concernés).
Remplacement
La souris fait partie de la famille des Vertébrés, comme l’Homme, et elle est capable de fonctions cognitives relativement complexes : elle représente donc un modèle d’étude particulièrement intéressant pour comprendre le fonctionnement du cerveau humain. Nous étudierons les circuits neuronaux des souris alors que ces dernières effectueront des comportements maternels : il nous faudra donc travailler avec des animaux vigiles. Par conséquent, il nous sera impossible de conduire cette étude in vitro. Enfin, dans l’état des connaissances actuelles, les questions que nous adressons ne peuvent malheureusement pas être réalisées in silico.
Réduction
Le nombre total d’animaux requis pour ce projet est de 9860 (3630 souris adultes et 6230 souriceaux) sur 5 ans. Nous prévoyons de minimiser ce nombre en utilisant les mêmes souris dans des tests comportementaux différents, avec ou sans intervention sur le système ocytocinergique. Pour chaque condition testée, nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire pour pouvoir tirer des conclusions valables sur le plan statistique et tenant compte des aléas liés à ces approches expérimentales complexes. Ce nombre sera réduit davantage grâce à nos études pilotes qui permettront une optimisation des paramètres de nos expériences et raffiner notre approche statistique.
Raffinement
Nos souris seront hébergées en portoir ventilé, dans des conditions qui favorisent l’expression de leurs comportements naturels : petits groupes sociaux (maximum 5 souris par cage) au moins jusqu’au début des tests comportementaux, cages enrichies d’éléments permettant de construire un nid (carré de coton, petites maisons en carton, frisures de papier kraft) ou de favoriser l’exploration (jouets). Les animaux seront acclimatés à leurs lieux d’hébergement/expérimentation et habitués de manière progressive aux procédures qu’ils vont rencontrer (notamment aux contentions et injections). Le bien-être de chaque animal sera évalué quotidiennement et une fiche de suivi individuel sera créée pour chaque procédure expérimentale. A partir des critères définis dans ces fiches, les expérimentateurs et techniciens animaliers seront informés des procédures à suivre pour limiter toute souffrance chez nos souris. L’utilisation de substances anesthésie et analgésique permettront de supprimer la souffrance des animaux lors des procédures qui le nécessitent. Les femelles accouplées seront séparées des mâles et mises en compagnie des « accompagnantes » dès l’arrêt de l’accouplement. Si une accompagnante est agressive, elle sera immédiatement remplacée. Lors des tâches comportementales : si des comportements agressifs envers les petits sont détectés, l’expérience sera immédiatement interrompue. Les souriceaux seront maintenus sur tapis chauffant pour les courtes périodes inter-essais, dans les rares cas où ils ne pourraient pas être retournés à leur mère. Ils seront frottés avec le matériau de leur nid d’origine avant d’être rendus à leur mère afin de favoriser leur ré-intégration (suivi de leur bien-être et points limites définis au préalable).
Choix des espèces
Notre but est de comprendre les mécanismes impliqués dans une fonction cognitive complexe, à l’échelle de large ensemble neuronaux. Nous avons choisi le modèle souris car le cerveau murin présente de grandes similarités avec d’autres cerveaux de Mammifères, y compris l’Homme, et permet d’étudier les fonctions cognitives qui nous intéressent. L’effet positif de l’ocytocine sur les comportements sociaux a notamment été montré aussi bien chez la souris que chez l’Homme. Les odeurs jouent un rôle important dans le lien mère-progéniture, aussi bien chez l'Homme que chez la Souris. Le projet sera réalisé sur des animaux de 2-6 mois ce qui correspond chez cette espèce à l’âge adulte où l’animal est en pleine capacité d’apprentissage. Leur poids et leur taille sont stabilisés, et la taille du cerveau est homogène garantissant ainsi une bonne reproductibilité des sites d'injection et/ou d’implantation. Des souriceaux seront utilisés comme stimuli au cours des expérimentations car elles visent à comprendre les bases neurobiologiques des comportements maternels.
Rôle de l’ocytocine dans le cortex olfactif sur les comportements maternels 1/2
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Objectifs
L’ocytocine est une molécule libérée par les neurones du cerveau, connue pour son rôle dans la lactation et lors de l’accouchement. Cependant, des études récentes montrent que l’ocytocine a aussi une action sur le cerveau lui-même, et que cette action favoriserait les comportements sociaux et maternels. Ainsi, l’ocytocine est considérée comme une hormone ayant un effet « pro-social » mais ses mécanismes d’action sont encore méconnus. L’objectif de cette étude est de comprendre comment l’ocytocine agit sur les neurones du cerveau lors des comportements maternels. Chez la plupart des mammifères, l’olfaction joue un rôle central pour les interactions entre individus et en particulier entre adultes et leurs progénitures. Chez la souris, le cortex olfactif présente une densité exceptionnelle de récepteurs à l’ocytocine par rapport à d’autres régions cérébrales, notamment chez les femelles, avec une densité accrue chez les mères par rapport à des femelles vierges. Aux vues de cette forte expression chez les mères, nous faisons l’hypothèse que l’ocytocine dans le cortex olfactif est impliquée dans les comportements maternels chez les souris femelles. Pour tester cette hypothèse, nous réaliserons des expériences de comportement en présence de souriceaux âgés de 1 à 10 jours ou de leurs odeurs, et nous manipulerons la transmission ocytocinergique dans le cortex olfactif pour tester le rôle de l’ocytocine dans ces comportements. Nous enregistrerons également l’activité des neurones du cortex olfactif en parallèle de la respiration lors de ces expériences. Nous utiliserons des électrodes très fines placées au préalable dans les régions cérébrales impliquées. Le grand nombre de neurones enregistrés via cette méthode nous permettra de réduire considérablement le nombre d’animaux utilisés. Nous utiliserons des tests statistiques et des études pilotes pour déterminer le nombre d’animaux nécessaires à nos expériences. Pour tester le rôle de l’ocytocine, nous ciblerons les neurones qui libèrent de l’ocytocine ou bien ceux qui répondent à l’ocytocine. Pour cela, des injections d’agents pharmacologiques seront nécessaires et nous devrons faire exprimer des molécules spécifiques dans le cerveau grâce à des adénovirus injectés au préalable. Nous quantifierons l’expression des comportements maternels et l’activité des neurones tout en veillant au bien-être des souris et souriceaux.
Bénéfices attendus
Chez les Mammifères, la mise en place des comportements maternels est essentielle pour la survie des petits et de l’espèce en général. Chez l’Homme, il est notamment connu que le lien entre mère et enfant est facilité par la neurohormone nommée oxytocine, libérée dans la circulation sanguine de la mère lors de l’accouchement. Nous savons également que les odeurs jouent un rôle important et bénéfique dans le lien entre mère et enfant, un lien qui peut être affecté dans certaines situations, notamment lors de certains accouchements par césarienne (les taux d’oxytocine libérés sont alors plus limités). Ce projet permettra de mieux comprendre comment le cerveau s’adapte lorsqu’il s’agit de mettre en place des comportements maternels et le rôle des odeurs dans ce processus. A terme, il pourrait permettre de mettre en place des stratégies pour faciliter l’établissement de ces comportements chez l’Homme dans des situations problématiques liées à la maternité. Cette perspective est d’autant plus réaliste que l’administration d’ocytocine par voie intranasale est déjà réalisée chez des enfants autistes pour améliorer leurs relations sociales.
Procédures
Les souris seront utilisées lors de tâches comportementales en présence de souriceaux ou de leurs odeurs. Ces tâches de courte durée (1h environ) auront lieu quotidiennement pendant les phases d’expérimentation (durée maximum de 2 mois). Notre étude nécessitera de réaliser des injections (moins de 3min par injection/jour, environ 6 injections par souris espacées d’un minimum de 48h) chez les souris adultes. Avant les tâches, les souris seront progressivement habituées aux injections et à la contention associée. Dans une série d’expérience, afin de pouvoir présenter les odeurs aux souris de manière précise et juste devant leur nez, nous devrons maintenir leur tête en position fixe au sein du dispositif comportemental qui permet de délivrer les odeurs. La durée de contention par maintien de la tête n'excédera pas 1h et sera réalisée après une habituation progressive. Afin de comprendre le fonctionnement du cerveau lors des tâches réalisées, certaines souris seront équipées d’implants cérébraux qui permettent d’enregistrer l’activité de dizaines de neurones en cours de comportement. L’implantation de ces équipements et la réalisation de ces expériences nécessitent la réalisation de chirurgies en amont des tâches (maximum 2 chirurgies par animal, durée 1-6h). A la fin de l'expérimentation, les souris seront soumises à une perfusion afin de préserver les tissus cérébraux et d'effectuer des contrôles histologiques (durée de la procédure inférieure à 20min, réalisée sous traitement anesthésique et analgésique).
Impact sur les animaux
Les souris utilisées dans ce projet seront mises en présence de souriceaux (ou d’odeurs de souriceaux) et nous observerons leur comportement pour quantifier leur capacité à en prendre soin. Les souriceaux pourront être brièvement séparés de leur mère le temps de réaliser ces tests, ce qui correspond à un stress modéré car réduit dans la durée. Pour limiter ce stress, il sera parfois possible de sédater ou anesthésier les souriceaux, ce qui nécessite d’injecter des substances médicamenteuses via des injections sous-cutanées réalisées à l’aide d’aiguilles très fines. Afin de pouvoir tester le rôle de l’ocytocine dans ces comportements, nous utiliserons des méthodes qui permettent de cibler les neurones capables de libérer de l’ocytocine ou bien les neurones qui répondent à l’ocytocine lorsqu’elle a été libérée. Pour cela, nous devrons faire exprimer des molécules spécifiques dans le cerveau des souris adultes grâce à l’expression d’adénovirus injectés au préalable et des injections d’agents pharmacologiques seront nécessaires. Ces injections représentent potentiellement une légère nuisance pour les animaux car elles nécessitent de les maintenir immobiles pendant la durée de l’injection (contention). Pour pouvoir enregistrer l’activité des neurones dans les souris, nous utiliserons des électrodes très fines placées au préalable dans les régions cérébrales impliquées. Un hébergement en cage individuelle enrichie sera parfois nécessaire pour éviter que ces électrodes ne soient pas détruites par les congénères. Les souris pourront être connectées via un câble fin au système d’enregistrement ce qui peut générer une légère gêne. De plus, les odeurs étant très volatiles, il nous faudra maintenir la tête des souris proches de la source d’odeurs dans certaines expériences, en réalisant une fixation de leur tête limitée dans la durée.
Devenir
L’euthanasie des 3630 souris adultes en fin d’expérimentation sera nécessaire pour prélever leur cerveau et faire l’analyse post-mortem des tissus cérébraux. Cette procédure sera réalisée par des expérimentateurs compétents et soucieux du bien-être animal, sous anesthésie profonde avec le degré d’analgésie recommandé par les services vétérinaires. La mise à mort sera ainsi indolore pour les animaux, avec une perte de conscience rapide. Les souriceaux seront aussi mis à mort à la fin des procédures si les mères ne peuvent pas être gardées en vie jusqu'au sevrage car ils ne peuvent être gardés en absence de leur mère (1700 souriceaux concernés). Il est possible de retarder l’euthanasie de la mère pour attendre le sevrage et ensuite les replacer au sein de la communauté des utilisateurs. Si la mère n’est pas utilisée pour des contrôles histologiques, les souriceaux seront gardés en sa présence et proposés à la communauté des utilisateurs pour une utilisation future potentielle, limitant ainsi le nombre d’animaux utilisés dans l’établissement (4530 souriceaux concernés).
Remplacement
La souris fait partie de la famille des Vertébrés, comme l’Homme, et elle est capable de fonctions cognitives relativement complexes : elle représente donc un modèle d’étude particulièrement intéressant pour comprendre le fonctionnement du cerveau humain. Nous étudierons les circuits neuronaux des souris alors que ces dernières effectueront des comportements maternels : il nous faudra donc travailler avec des animaux vigiles. Par conséquent, il nous sera impossible de conduire cette étude in vitro. Enfin, dans l’état des connaissances actuelles, les questions que nous adressons ne peuvent malheureusement pas être réalisées in silico.
Réduction
Le nombre total d’animaux requis pour ce projet est de 9860 (3630 souris adultes et 6230 souriceaux) sur 5 ans. Nous prévoyons de minimiser ce nombre en utilisant les mêmes souris dans des tests comportementaux différents, avec ou sans intervention sur le système ocytocinergique. Pour chaque condition testée, nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire pour pouvoir tirer des conclusions valables sur le plan statistique et tenant compte des aléas liés à ces approches expérimentales complexes. Ce nombre sera réduit davantage grâce à nos études pilotes qui permettront une optimisation des paramètres de nos expériences et raffiner notre approche statistique.
Raffinement
Nos souris seront hébergées en portoir ventilé, dans des conditions qui favorisent l’expression de leurs comportements naturels : petits groupes sociaux (maximum 5 souris par cage) au moins jusqu’au début des tests comportementaux, cages enrichies d’éléments permettant de construire un nid (carré de coton, petites maisons en carton, frisures de papier kraft) ou de favoriser l’exploration (jouets). Les animaux seront acclimatés à leurs lieux d’hébergement/expérimentation et habitués de manière progressive aux procédures qu’ils vont rencontrer (notamment aux contentions et injections). Le bien-être de chaque animal sera évalué quotidiennement et une fiche de suivi individuel sera créée pour chaque procédure expérimentale. A partir des critères définis dans ces fiches, les expérimentateurs et techniciens animaliers seront informés des procédures à suivre pour limiter toute souffrance chez nos souris. L’utilisation de substances anesthésie et analgésique permettront de supprimer la souffrance des animaux lors des procédures qui le nécessitent. Les femelles accouplées seront séparées des mâles et mises en compagnie des « accompagnantes » dès l’arrêt de l’accouplement. Si une accompagnante est agressive, elle sera immédiatement remplacée. Lors des tâches comportementales : si des comportements agressifs envers les petits sont détectés, l’expérience sera immédiatement interrompue. Les souriceaux seront maintenus sur tapis chauffant pour les courtes périodes inter-essais, dans les rares cas où ils ne pourraient pas être retournés à leur mère. Ils seront frottés avec le matériau de leur nid d’origine avant d’être rendus à leur mère afin de favoriser leur ré-intégration (suivi de leur bien-être et points limites définis au préalable).
Choix des espèces
Notre but est de comprendre les mécanismes impliqués dans une fonction cognitive complexe, à l’échelle de large ensemble neuronaux. Nous avons choisi le modèle souris car le cerveau murin présente de grandes similarités avec d’autres cerveaux de Mammifères, y compris l’Homme, et permet d’étudier les fonctions cognitives qui nous intéressent. L’effet positif de l’ocytocine sur les comportements sociaux a notamment été montré aussi bien chez la souris que chez l’Homme. Les odeurs jouent un rôle important dans le lien mère-progéniture, aussi bien chez l'Homme que chez la Souris. Le projet sera réalisé sur des animaux de 2-6 mois ce qui correspond chez cette espèce à l’âge adulte où l’animal est en pleine capacité d’apprentissage. Leur poids et leur taille sont stabilisés, et la taille du cerveau est homogène garantissant ainsi une bonne reproductibilité des sites d'injection et/ou d’implantation. Des souriceaux seront utilisés comme stimuli au cours des expérimentations car elles visent à comprendre les bases neurobiologiques des comportements maternels.
Importance du sens trigeminal pour la perception des odeurs
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Objectifs
L'odorat joue un rôle essentiel dans l'interaction avec le milieu environnant, la détection des sources d'alimentation potentiellement dangereuses et l'évaluation de la comestibilité des aliments. Ces dernières années, l'importance de l'odorat est devenue de plus en plus évidente, en raison de l'augmentation des troubles de l'odorat provoquée par les infections par le SRAS-CoV2. Par rapport à d'autres pertes sensorielles telles que la cécité ou la surdité, l'anosmie a attiré peu d'attention en partie parce qu'il s'agit d'une condition socialement « invisible ». La pandémie de COVID-19 a considérablement augmenté l'incidence de cette maladie et a également sensibilisé le grand public à ce sujet. Pourtant il n'existe aucune intervention thérapeutique permettant de récupérer ou d'améliorer les capacités olfactives. Cette absence de solutions découle d'un manque de connaissances sur les mécanismes physiologiques qui régissent le système olfactif. Les principes fondamentaux qui déterminent la perception de mélanges d'odeurs complexes, les stimuli olfactifs les plus courants dans la nature restent non élucidés. La plupart des odeurs à des concentrations spécifiques peuvent activer les fibres nerveuses trigéminales dans l'épithélium olfactif provoquant des sensations telles que le froid, le chaud ou l'irritation, dont on sait qu’elles interagissent avec le système olfactif. Ce projet vise à comprendre comment le bulbe olfactif décode l'intensité des odeurs en étudiant comment sont intégrés les signaux olfactifs et trigéminaux déclenchés par les odorants.
Bénéfices attendus
Les données épidémiologiques estiment que 10 à 15% de la population mondiale souffre d’une altération de l’odorat, et que 5% de la population mondiale est totalement anosmique. Toutefois, comparée à d'autres pertes sensorielles telles que la cécité ou la surdité, l'anosmie a souvent été négligée par les institutions médicales et gouvernementales. Pourtant l’anosmie est fréquemment associée à une nette détérioration de la qualité de vie amenant très souvent à une dépression. Notre étude permettra de mieux comprendre le lien entre olfaction et sens trigeminal et de mieux connaître le traitement cérébral des odeurs, résultats qui seront utiles pour améliorer la qualité de vie des patients ayant des troubles de l'odorat.
Procédures
Les animaux seront génotypés à l'aide d'une biopsie de queue faite vers 6 jours. Nous réaliserons des chirurgies pour l'injection virale et l’implantation chronique de fibres optiques d'enregistrement chez la souris éveillée (chirurgie environ 1h sous isoflurane). Pour le test comportemental de discrimination olfactive (environ 1 séances de 20 min par jour pendant 8-10 jours) les animaux auront de l'acide citrique dans leur eau de boisson afin de limiter leur prise hydrique, diminution contrebalancée par la récompense obtenue dans la cage de comportement, la nourriture est donnée ad libitum. Le poids des animaux est mesuré plusieurs fois par semaine. Les odorants et le CO2 sont présentés à des intensitées non aversives pour les animaux.
Impact sur les animaux
Les animaux seront génotypés à l'aide d'une biopsie de queue faite vers 6 jours ce qui peut entraîner une légère douleur de courte durée. La chirurgie peut entrainer un saignement important au niveau du crâne de l'animal et entrainer une douleur et des problèmes de récupération (modérée). Les tests olfactifs seront réalisés en donnant de l'acide citrique dans l'eau de boisson ce qui permettra de les laisser ad libitum. Cela fera baisser leur poids (car ils boivent moins). La présentation de CO2 peut être aversive à forte dose, toutefois nous resterons dans une gamme de dosage sans effet pour l'animal. Les effets indésirables pourront se produire lors de l'injection de methimazole. Les données de la littérature indiquent que l'inflammation à court terme est spécifique de l'épithelium olfactif. L’anosmie transitoire peut perturber la prise alimentaire ainsi que le poids des animaux (légères).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour prélèvements du cerveau à la fin de la procédure.
Remplacement
Dans le cadre de notre projet , nous devons utiliser des souris in vivo. Nous ne pouvons pas réaliser ces expériences in vitro ou sur cultures de cellules puisque pour notre étude nous avons besoin d'observer les paramètres comportementaux et de physiologie intégrée.
Réduction
Les groupes expérimentaux ont été créés en considérant la variabilité biologique entre individus et la complexité des procédures envisagées. Le nombre d'animaux utilisé est fortement lié à la puissance statistique afin de s'assurer avec certitude de la validité des résultats obtenus, selon le protocole nous utiliserons des tests de two-way ANOVA suivis de tests post hoc Sidak pour les comparaisons 2 à 2, ou des t-test ou leur équivalent non paramétrique. Afin d'optimiser nos cohortes et réduire le nombre d'animaux transgéniques générés par croisements, nous utiliserons l'ensemble des portées (mâles et femelles). Les animaux non utilisés à l'issue du génotypage seront proposés au don. Nous avons prévu une étude pilote en amont des expériences afin de valider les sites précis d'injection et ainsi réduire le nombre total d'animaux utilisés. Lors du prélèvement des tissus, certains tissus non utilisés pourront être récupérés par d'autres membres de l'équipe.
Raffinement
Le soin apportés aux animaux par le personnel zootechnique et les expérimentateurs a pour but d'améliorer le bien-être des souris, et de réduire, supprimer ou soulager les douleurs dans les procédures invasives en particulier. Pour chaque source potentielle de stress, des mesures bioéthiques sont prises afin de minimiser toute gêne pour l’animal. Les sources de souffrance et l’angoisse des animaux pourraient provenir des conditions d’hébergement. L’accueil est effectué dans une structure d’animalerie agréée en matériel et en personnel. Le milieu de vie en cages d’hébergement est enrichi par des objets adéquats, comme un nid en coton et des batons de bois. Une visite quotidienne de l’animalerie est organisée pour vérifier l’absence d’anomalie pour les cages, les biberons, les rations alimentaires et le comportement des animaux. Nos protocoles ont été mis au point de façon à veiller au bien-être animal en améliorant leur environnement et en surveillant leur état de santé: notamment nous chercherons à éviter et limiter la douleur et la souffrance, à assurer des soins pré-, per- et postopératoires adéquats, à recourir à l'anesthésie et à l'analgésie, à appliquer les points limites établis préalablement et, enfin, à utiliser les procédures réglementaires et appropriées de mise à mort.
Choix des espèces
Les comportements olfactifs, alimentaires, de recherche de récompense peuvent être étudiés avec pertinence chez la souris en comparaison avec l’homme. La souris permet également de manipuler certains gènes permettant d’accéder à la partie plus mécanistique des processus dans un environnement physiologique comparable à l’homme. Nous utiliserons des mâles et des femelles. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (à partir de 2-3 mois) afin que les réseaux neuronaux soient bien établis et que les expériences ne soient pas perturbées par une plasticité neuronale accrue.
Latéralisation fonctionnelle du cerveau en réponse aux odeurs chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Objectifs
L'objectif du projet est d'apporter des éléments de réponses à la question de savoir pourquoi nous avons en quelque sorte deux cerveaux. En effet, le cerveau est constitué de deux hémisphères cérébraux, un gauche et un droit, et il établi que certaines fonctions activent plutôt l’un ou l’autre hémisphère cérébral. Ainsi, chez l’Homme, le langage résulte de l’activité de régions cérébrales situées dans l’hémisphère gauche. Une latéralisation de l’activité du cerveau a aussi été décrite pour l’attention, la mémoire ou pour le traitement des émotions. Il est établi également que les processus de latéralisation cérébrale ne sont pas propres à l’Homme comme cela a pu être initialement suggéré mais qu’ils sont une caractéristique générale de l’organisation fonctionnelle du système nerveux. On retrouve une spécialisation des hémisphères cérébraux dans différentes fonction par exemple chez les gastéropodes ou les insectes, les oiseaus, les poissons et bien sur les mammifères. Le fonctionnement asymétrique de nos cerveaux droit et gauche constitue certanement un avantage, une proposition étant que le traitement d’une information par une région cérébrale donnée d’un seul côté, libère des ressources neuronales équivalentes de l’autre côté du cerveau, pour faire autre chose, ce qui améliorerait les performances cognitives. Cependant, pourquoi une information donnée est traitée par un hémisphère ou un autre reste largement méconnu. Le projet se propose d’utiliser le traitement de l’information olfactive chez la souris pour pouvoir manipuler la nature de l’information et enregistrer l’activité cérébrale, pour mettre au jour les règles qui sous tendent la latéralisation cérébrale et mieux comprendre son rôle.
Bénéfices attendus
L’intérêt pour l’étude de la latéralisation cérébrale est portée par les découvertes récentes d’une altération de la latéralisation cérébrale dans différents maladies ou dysfonctionnements du cerveau comme l’autisme, la schizophrénie, ou encore la dyslexie. Ces maladies, qui émergent au cours du développement du cerveau, suggèrent que l’environnement précoce de l’individu joue un rôle dans la latéralisation du cerveau, question que le projet va aborder. A l’autre extrémité de la vie, les patients atteints de maladie neurodégénératives comme la Maladie d’Alzheimer ont aussi des altérations de la distribution de l’activité cérébrale entre les hémisphères gauche et droit du cerveau, qui pourraient contribuer à leurs troubles de mémoire ou de raisonnement. Dans ce projet, nous souhaitons tirer parti de la modalité olfactive, particulièrement importante pour guider le comportement chez la souris, pour développer un modèle d’étude de la latéralisation cérébrale et pouvoir apporter des éléments de réponses aux questions concernant le rôle de l’environnement dans la mise en place de la latéralisation cérébrale pendant le développement de l’individu, et le rôle de la latéralisation dans la réalisation de tâches quotidiennes de perception et d’apprentissage. Nous souhaitons ainsi contrinuer à une meilleure connaissance du fonctionnement du cerveau sain et malade.
Procédures
150 souris seront soumises à une chirurgie d’environ 30 minutes sous anesthésie générale, pour l’injection de vecteurs viraux dans les structures cérébrales d’intérêt en vue de mesurer ou de modifier l’activité neuronale. D’autres souris (75) seront soumises à l’occlusion d’une narine par mise en place en 2 à 5 minutes, d’un bouchon par les voies naturelles sous anesthésie générale. L’ensemble de ces animaux subiront après récupération une restriction alimentaire contrôlée pendant environ une semaine. Pendant cette semaine, les animaux participeront à 4 sessions par jour d’un test d’apprentissage aucours duquel ils sont placés sur une planche percée de trous odorisés. Les animaux sont laissés libres de leurs mouvements et leur comportement d’exploration des odeurs est mesuré. Le reste des animaux (225) sera exposé soit en continu, soit une à deux fois par jour pendant quelques minutes à des odeurs nouvelles dans une cage d’hébergement habituelle. Leur comportement libre d’exploration de l’odeur sera mesuré.
Impact sur les animaux
Des souris seront soumises dès leur naissance et jusqu’au sevrage, à un enrichissement olfactif consistant en la présentation d’une odeur nouvelle chaque jour, placée dans une boule à thé suspendue dans un coin de la cage. La présence d’une odeur nouvelle, comme tout élément nouveau de l’environnement, va attirer l’attention de l’animal (but recherché dans l’enrichissement) et pourrait aussi constituer une source de stress léger qui affecte le comportement de la mère vis-à-vis des jeunes. C’est en fait l’objet de l’expérimentation de mesurer ce possible effet. Chez la souris adulte, mâle ou femelle non allaitante, l’enrichissement olfactif est classiquement décrit comme ayant des effets bénéfiques sur les performances cognitives, mais nous n’avons pas de données équivalentes sur la souris femelle qui élève ses petits. Certains les animaux subissent des chirurgies pouvant induire des effets secondaires indésirables (perte de poids, douleurs, stress, apathie, stéréotypie etc). Puis, 1 mois après la chirurgie, ils sont mis en restriction alimentaire modérée 3 jours avant le début de tests comportementaux (apprentissages associatifs) et pendant toute la durée du test (5 à 7 jours). Cette restriction peut créer un état de faim chez l’animal. Enfin, certains des animaux subiront l’occlusion d’une narine ce qui crée un inconfort correspondant au fait d’avoir une narine bouchée. Cette procédure a été utilisée dans le passé au laboratoire sans être accompagnée de perte de poids ou d’apparition de signes de souffrances. Dans les jours qui suivent l’occlusion de la narine, les animaux sont mis en restriction alimentaire, avec les mêmes effets que décrits plus haut (état de faim).
Devenir
A l'issue des expériences, les souris sont mises à mort pour pouvoir récupérer les cerveaux accéder aux corrélats cellulaires des comportements observés.
Remplacement
L’étude des processus physiologiques et plus particulièrement l’étude des bases neurales du comportement et de la mémoire, et de la latéralisation cérébrale sous-jacente, requièrent l’utilisation d’animaux vivants et ne peut s’envisager sur des modèles strictement in vitro.
Réduction
Le nombre d’animaux pour les approches comportementales est fixé à 15 individus par groupe. Ce chiffre dérive de nos études antérieures et prennent en compte au plus près la taille des effets attendus en comportement et l’influence de la variabilité interindividuelle. Pour renforcer la fiabilité de la comparaison avec les groupes contrôles, ces derniers sont randomisés avec les animaux expérimentaux. Les données comportementales sont corrélées aux données cellulaires sur les mêmes animaux. L’analyse complète des données cellulaires permet d’extraire de nombreux paramètres comme l’activité dans l’ensemble du cerveau, une évaluation de la connectivité fonctionnelle. Par l’utilisation des outils mathématiques de la théorie des graphes, des données de connectivité seront exploitées pour mettre en évidence les principaux nœuds théoriques du réseau, qui permettront de rationaliser les expériences prévues en limitant le nombre de structures cérébrales à tester et limiter ainsi le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Les bases neurales de la perception olfactive et sa latéralisation seront étudiées par des manipulations ou des mesures in vivo chez l’animal qui se comporte et post mortem à l’échelle cellulaire par la révélation et l’analyse quantitative du marqueur d’activité neuronale c-fos de façon à recueillir des données multidimensionnelles sur un même animal.
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris car son comportement et l’importance écologique de la fonction olfactive de cette espèce sont très bien adaptés à la question de recherche qui nous intéresse. De plus, l’ensemble des données antérieures sur les bases neurales de la perception olfactive a été obtenu chez cette espèce, elle est classiquement utilisée dans ce type d’étude. Nos données pourront être comparées à nos données antérieures et à celles de la littérature. En particulier, le projet proposé s’appuie sur des premiers résultats obtenus chez cette espèce. C’est pourquoi nous utiliserons ce même modèle d’étude. Certaines procédures sont réalisées sur des animaux adultes jeunes, âgés de 2 à 3 mois. Une expérience concerne des animaux nouveau-nés avec un suivi selon les groupes jusqu’à juste après le sevrage ou jusqu’à l’âge adulte. Cette procédure permet la modulation précoce de l’expérience olfactive et l’analyse de ses conséquences en termes de performances olfactives et de connectivité cérébrale, chez le jeune puis chez l’adulte.
Comportement olfactif du poisson cavernicole aveugle
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système nerveux
Objectifs
Ce projet vise à comprendre comment certaines composantes biologiques participent à la modification du système nerveux central et des comportements qu’il gouverne dans le cadre de l’adaptation à des changements d’environnement.
Bénéfices attendus
Grâce aux résultats que nous espérons obtenir nous pourrons mieux comprendre les mécanismes évolutifs et biologiques qui seuls ou combinés permettent à des animaux de survivre à un changement brutal d'environnement (lumière, température, nourriture) puis comment au cours de l’évolution ces mêmes animaux deviennent adaptés à ce nouvel environnement.
Procédures
Test de comportement olfactif : animaux vigiles mis en présence d’une odeur alimentaire pendant 30 minutes, 4 jours de suite sur 1440 animaux élevés en condition normale et sur 480 animaux élevés dans le noir.
Impact sur les animaux
Nuisance 1 : Mise à jeun. Les alevins sont à jeun 72 heures. Pas d'effets indésirables attendus car les poissons supportent naturellement la mise à jeun. Nuisance 2 : Isolement. Une étude précédente montre que le niveau de cortisol des poissons après changement d'environnement et isolement revient à la normale après 24 heures. Nous effectuons une acclimatation de 3 jours pour que le jour du test, le niveau de stress de l'alevin soit au niveau basal. L'effet indésirable attendu est l'augmentation du stress pendant 24 heures suivi d'un retour à la normale.
Devenir
Dans les deux procédures les alevins sont euthanasiés pour études neuranatomique post-mortem.
Remplacement
Remplacement : Les comportements étudiés dans ce projet sur des poissons adaptés à des milieux différents sont non prévisibles, notre projet nécessite donc une approche in vivo.
Réduction
Réduction : afin de réduire les nombres nous utiliserons des tests statistiques non paramétriques qui permettent d’obtenir des résultats fiables avec moins d’animaux. Les tests d’observation du comportement étant non invasifs nous utiliserons les mêmes animaux dans différents tests de comportement ce qui contribuera aussi à réduire le nombre d'animaux utilisés. Nous ne nous attendons pas à observer des signes de souffrance autre que parfois un stress lié au changement d’aquarium. Cependant, nous suivrons les signes de stress éventuels des animaux et procéderons si nécessaire à une interruption de l’expérience
Raffinement
Raffinement : nous avons mis en place des conditions d’observation du comportement qui visent à minimiser au maximum le stress des animaux : ni contention humaine, ni immobilisation, ni contrainte dans un espace réduit.
Choix des espèces
Nous souhaitons décrire et quantifier des comportements animaux. Le recours à l'animal est requis par définition. De part l'existance des deux éco-morphotypes de cette espèce de poisson est un modèle idéale pour étudier l'évolution du système nerveux. Le système olfactif est complètement développé à partir de 4 semaines. Avant ce stade, les seuils de détection olfactifs sont très variables d'un individu à l'autre ce qui complique l'interprétation du comportement de réponse aux odeurs. Cependant la transparence des larves de 4 semaines rend difficile la détection des larves par un logiciel de tracking or à 6 semaines, les larves sont détectées. Nous étudions donc le comportement des larves de 6 semaines car les seuils de détection sont moins variables et les larves sont bien détectées par un logiciel de suivi de la locomotion.
Mécanismes neuronaux de la mémoire olfactive
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Objectifs
La capacité de former des associations entre des stimuli sensoriels spécifiques et des informations vitales constitue une fonction centrale de la mémoire : elle permet à l’organisme d’adapter ses comportements en fonction de son vécu. L’odorat est une modalité sensorielle majeure chez les rongeurs, nécessaire à l’établissement de comportements cruciaux pour la survie de l’individu (alimentation, reproduction, interactions sociales…). La signification associée aux odeurs rencontrées, qui permet la production de comportements adaptés, est très souvent apprise par expérience. Notre projet a pour but d’identifier les substrats neurophysiologiques qui permettent la formation de traces mnésiques olfactives en conditions physiologiques et pathologiques. Il vise notamment à comprendre le rôle des odeurs dans la mémoire spatiale et la mémoire sociale. Ces deux types de mémoire étant fortement impactés chez les patients touchés par la maladie d’Alzheimer (chez qui des défauts d’olfaction précèdent souvent l’arrivée des symptômes cognitifs) notre étude présente un intérêt pour la santé humaine.
Bénéfices attendus
Notre projet qui vise à comprendre le rôle des odeurs dans la mémoire spatiale et la mémoire sociale ainsi que les mécanismes neuronaux impliqués. Ces deux types de mémoire sont fortement impactés chez les patients touchés par la maladie d’Alzheimer et il a été montré que des défauts d’olfaction précèdent souvent l’arrivée des symptômes cognitifs associés à cette maladie. Ce projet apportera donc des éléments essentiels pour la compréhension du fonctionnement du cerveau en conditions normales mais aussi pathologiques. Une telle compréhension contribuera ainsi, sur le long terme, à améliorer la santé humaine dans nos sociétés vieillissantes.
Procédures
Les souris seront utilisées lors de tâches comportementales en présence d’odeurs. Elles seront notamment entraînées à associer une odeur et une récompense ou bien une odeur et une trajectoire dans une arène. L’apport en eau ou en nourriture des souris entraînées sera contrôlé pour garantir leur motivation à réaliser les tâches. Cependant, les souris seront pesées quotidiennement (
Impact sur les animaux
Dans cette étude, certaines souris seront soumises à des tests comportementaux de mémoire dans lesquels elles devront trouver une récompense hydrique. Dans ce cas, pour les motiver à effectuer ces tâches, la totalité de l'apport hydrique quotidien nécessaire aux souris sera fournie pendant les tests comportementaux. Dans un autre type de tâches, un apport de nourriture contrôlé permettra également d’augmenter la motivation des souris qui devront alors trouver des sources de nourriture appétitives dans l’arène de comportement. Le fait de ne pas avoir un accès libre à la nourriture ou à la boisson pendant une partie de la journée peut légèrement incommoder les souris. Pour pouvoir enregistrer l’activité des neurones dans les souris, nous utiliserons des électrodes très fines placées au préalable dans les régions cérébrales impliquées. L’identification et l’étude du rôle de certains sous-types de neurones nécessitera de faire exprimer des molécules spécifiques dans le cerveau des souris adultes grâce à l’expression d’adénovirus injectés aussi au préalable. Le placement des implants et les injections cérébrales seront réalisés lors de chirurgies qui pourraient entraîner des douleurs légères sans anesthésie, analgésie et soins post-opératoires adaptés. Les souris pourront ensuite être connectées via un câble fin au système d’enregistrement ce qui peut générer une légère gêne. De plus, les odeurs étant très volatiles, il nous faudra maintenir la tête des souris proches de la source d’odeurs dans certaines expériences, en réalisant une fixation de leur tête limitée dans la durée. La contention qui en résulte peut stresser légèrement les animaux mais n’induit pas de douleur. Enfin, les souris modèles de la maladie d’Alzheimer, nécessaires à l’étude de la pathologie humaine, présentent parfois des crises d’épilepsie qui seront surveillées attentivement.
Devenir
L’euthanasie des animaux en fin d’expérimentation sera nécessaire pour prélever leur cerveau et faire l’analyse post-mortem des tissus cérébraux. Cette procédure sera réalisée par des expérimentateurs compétents et soucieux du bien-être animal, sous anesthésie profonde avec le degré d’analgésie recommandé par les services vétérinaires. La mise à mort sera ainsi indolore pour les animaux, avec une perte de conscience rapide. Ceci concerne les souris adultes dans lesquels des enregistrements valides auront été menés. Les souris pour lesquels la première chirurgie n’aurait pas fonctionné de par sa complexité (ex : canule nasale bouchée) ou les souris qui auraient atteint les points limites généraux seront euthanasiées.
Remplacement
Ce projet vise à comprendre les mécanismes qui sous-tendent une fonction cognitive complexe : la formation des traces mnésiques olfactives à l’échelle du cerveau entier. Le cerveau doit donc être intact pour que les connections entre les différentes aires cérébrales soient maintenues et que nous puissions étudier leur interactions réciproques. De plus, nous étudions le fonctionnement des circuits neuronaux alors même que le sujet est en train d’apprendre : il nous faut donc travailler avec des animaux vivants et vigiles. Pour ces raisons, il nous est impossible de conduire cette étude in vitro sur des cultures de neurones dissociés. Enfin, dans l’état des connaissances actuelles, les questions que nous adressons ne peuvent pas être réalisées in silico.
Réduction
Le nombre d’animaux requis (800 sur 5 ans) sera restreint grâce aux méthodes d’enregistrement utilisées qui permettent de collecter des données extrêmement riches en information (> 100 neurones enregistrés simultanément par session), plusieurs jours durant. Nous utiliserons cependant des études pilotes pour raffiner nos protocoles et ainsi éviter de collecter des données inexploitables (mauvaises coordonnées stéréotaxiques, variabilité comportementale…) tout en limitant leur variance. L’estimation du nombre d’animaux nécessaires ne peut se baser sur une étude de puissance statistique car notre étude ne vise pas à comparer des groupes d’animaux, mais des neurones individuels via de nombreux tests indépendants. Le nombre d’animaux dépendra du nombre de neurones que nous réussirons à enregistrer à chaque expérience. Enfin, nous utiliserons autant que possible des lignées consanguines ou congéniques pour limiter la variabilité liée la diversité allélique.
Raffinement
Nos souris seront hébergées en portoir ventilé, dans des conditions qui favorisent l’expression de leurs comportements naturels : petits groupes sociaux (maximum 5 souris par cage) au moins jusqu’au début des tests comportementaux, cages enrichies d’éléments permettant de construire un nid (carré de coton, petites maisons en carton, frisures de papier kraft) ou de favoriser l’exploration (jouets). Les animaux seront acclimatés à leurs lieux d’hébergement/expérimentation et habitués de manière progressive aux expériences qu’ils vont rencontrer (notamment la contention et l’interaction avec l’expérimentateur pour éviter le stress). Le bien-être de chaque animal sera évalué quotidiennement et une fiche de suivi individuel sera créée pour chaque procédure expérimentale. A partir des critères et des points limites définis dans ces fiches, les expérimentateurs et techniciens animaliers seront informés des procédures à suivre pour limiter toute souffrance chez nos souris. L’utilisation de substances anesthésie et analgésique permettront de supprimer la souffrance des animaux lors des procédures qui le nécessitent.
Choix des espèces
Notre but est de comprendre les mécanismes impliqués dans une fonction cognitive complexe, à l’échelle de large ensemble neuronaux. Nous avons choisi le modèle souris car le cerveau murin présente de grandes similarités avec d’autres cerveaux de Mammifères, y compris l’Homme, et permet d’étudier les fonctions cognitives qui nous intéressent. Ce modèle est d’autant plus pertinent que l’olfaction est une modalité sensorielle essentielle chez les rongeurs qui joue un rôle fondamental pour leur survie. Le projet sera réalisé sur des animaux de 2-6 mois ce qui correspond chez cette espèce à l’âge adulte où l’animal est en pleine capacité d’apprentissage. Leur poids et leur taille sont stabilisés, et la taille du cerveau est homogène garantissant ainsi une bonne reproductibilité des sites d'injection et/ou d’implantation.