Les projets approuvés

Six tests comportementaux par souris sur trois semaines, dont un labyrinthe en Y et une piscine équipée d'une plateforme de sortie, plus quatre prélèvements sanguins isolés et trois séries de prélèvements étalées sur deux heures : 288 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des souriceaux de dix-huit jours reçoivent de l'ovalbumine par voie intrarectale sous anesthésie, puis sont tués par dislocation cervicale une heure après leur réveil. L'objet est de mesurer les effets des additifs des laits infantiles sur l'intestin et le cerveau, avec des résultats destinés à éclairer l'Efsa et l'Anses. Le porteur qualifie ces tests comportementaux de "non invasifs et n'induisant pas de stress", tout en annonçant que certaines souris pourraient développer une inflammation intestinale chronique et un comportement anxieux.

Objectifs

Le lait maternel joue un rôle essentiel dans la croissance des nouveau-nés. Il module entre autres le microbiote intestinal, qui lui-même participe au bon développement du cerveau et de la santé. De nombreux nourrissons sont alimentés avec des laits de substitution en poudre. Ces préparations contiennent des additifs, utilisés notamment pour améliorer leur texture ou leur conservation. Il a déjà été montré que certains de ces additifs peuvent perturber l’équilibre du microbiote intestinal, entraînant une dysbiose et une inflammation intestinale chez l’adulte. En revanche, leurs rôles et leurs conséquences sur le développement du cerveau durant la période néonatale sont peu explorées et leurs effets à plus long terme sur le comportement restent inconnus. Ce projet a pour objectif d'étudier chez l'animal les effets de la consommation durant la période néonatale de laits contenant ces additifs sur l’axe intestin-cerveau à différentes périodes de la vie.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus sont multiples. Sur le plan fondamental, ce projet apportera des connaissances nouvelles sur les mécanismes par lesquels l'alimentation agit sur la santé intestinale et le développement cérébral durant la période néonatale, et sur la façon dont les perturbations précoces du microbiote peuvent influencer l’apparition d’inflammation intestinale et le comportement à long terme. Sur le plan appliqué, les résultats viendront éclairer les évaluations des risques sanitaires liés à ces additifs chez les nourrissons. Ils pourront orienter l'optimisation des formulations des laits infantiles et fournir des éléments scientifiques utiles aux instances de réglementation (Autorité européenne de sécurité des aliments (Efsa), agence nationale de sécurité sanitaire (Anses)), dans une perspective de meilleure protection de la santé des nouveau-nés. Enfin, ces travaux contribueront à enrichir les recommandations nutritionnelles destinées aux familles et aux professionnels de santé.

Procédures

Les animaux subiront 4 prélèvements uniques de sang pour une durée inférieure à 1 minute afin de mesurer la gly-cémie. Les animaux subiront 3 prélèvements multiples de sang sur une durée de 2h, chacun de ces prélèvements mul-tiples seront séparés d’au moins une semaine afin de mesure la glycémie lors d’un test de tolérance au glucose. Les animaux adultes seront impliqués dans des tests de comportement non invasifs et n'induisant pas de stress chez l'animal. Les animaux adultes seront au préalable soumis à une phase d’habituation d’une semaine qui n'induira que peu ou pas de stress chez: chaque jour, ils seront exposés à l’expérimentateur et à la salle de comportement pendant une durée de 30 minutes à 1 heure, afin de réduire le stress lié à la manipulation et à l’environnement expérimental. À l’issue de cette période, une série de tests comportementaux sera réalisée pour évaluer différents aspects tels que l’anxiété, la sociabilité, la mémoire et l’hyperactivité. Ces évaluations reposeront sur les paradigmes suivants : •⁠ ⁠tes de l’anxiété : Les dispositifs expérimentaux combineront des zones ouvertes/éclairées et des zones fermées/protégées. Le temps de présence dans chaque type de zone sera quantifié sur une période de 10 minutes •⁠ ⁠évaluation de la mémoire : phase d’habituation de 10 minutes durant laquelle l’animal est placé dans une arène contenant des objets, dans un labyrinthe en Y ou dans une piscine équipée d'une plateforme pour permettre à l'animal de sortir de l'eau. Suite à une modification de la configuration (changement d’objets ou d’accessibilité des zones), une phase de test de 10 minutes permettra de mesurer la capacité de reconnaissance ou de spatialisation de l’animal. •⁠ ⁠évaluation de la sociabilité : mesureront la préférence naturelle de l’animal à interagir ou à passer du temps à proximité d’un congénère plutôt que d’un objet inanimé, sur une durée de 10 minutes Chaque test comprendra une phase d’habituation de 10 minutes à l’arène, suivie d’une phase de test de 10 minutes par animal. La fréquence des tests est limitée à un seul test par jour et par animal au maximum, pour un total d’environ 6 tests par animal répartis sur une période de trois semaines. • animaux jeunes adultes agés de 18 jours subiront une administration intrarectale d’ovalbumine après anesthésie à l’isoflurane. Après 1h de phase de réveil, ils seront mis à mort par dislocation cervicale.

Impact sur les animaux

Certaines procédures pourraient induire une inflammation intestinale chronique de bas bruit sans ulcération majeure et qui n’a pas de conséquences visibles sur le phénotype. De plus, certains animaux pourraient développer des dérégulations métaboliques, caractérisées notamment par une augmentation de la masse grasse ainsi que présenter un comportement anxieux. Les tests comportementaux réalisés sur animaux adultes entraineront peu ou pas de stress.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car l’analyse de leurs organes est nécessaire pour répondre à notre hypothèse de travail.

Remplacement

Des modèles in vitro de culture de microbiote intestinal ainsi que des modèles cellulaires permettant de mimer la barrière intestinale existent. Cependant, le recours au modèle murin est indispensable dans le cadre de ce projet afin de comprendre les interactions hôte / microbiote et notamment cerveau/intestin/microbiote en lien avec le développement d’inflammation chronique de bas bruit et de troubles du comportement. Des animaux plus simples tels que la drosophile, C. elegans ou le poisson zèbre ne peuvent pas non plus être utilisés car la physiologie du développement cérébral et du comportement de ces animaux est très différente de celle des mammifères.

Réduction

Un nombre minimum d'animaux suffisant pour assurer la reproductibilité de l’expérience et appliquer des tests statistiques entre les différentes conditions sera inclus dans chaque groupe. Des études précédentes ont montré que dans le même type de procédure, l’utilisation de 12 souris par condition et par sexe était nécessaire afin d’atteindre des résultats interprétables et garantir l’utilisation de tests statistiques appropriés. Les tests statistiques envisagés dans le cadre de ce projet l’ont été après avis recueilli auprès de biostatisticiens pour des projets similaires. De plus, il s’agit d’une expérience au design longitudinal, ce qui nous permet d’observer le phénotype des souris aux différents stades de développement et donc limiter le nombre de souris nécessaires.

Raffinement

Les procédures décrites visent à réduire autant que possible le mal-être animal. Dans un souci de raffinement, un suivi étroit des animaux et des points limites précoces et adaptés seront mis en place tout au long des expérimentations. Des points limites spécifiques et précoces sont définis pour chaque protocole. Dès l’apparition d’un signe clinique, différentes méthodes de raffinement seront appliquées pour éviter ou minimiser l’inconfort ou la douleur : utilisation de gel de réhydratation, réhydratation sous-cutanée, renforcement de l’enrichissement.

Choix des espèces

Cette étude privilégie la souris comme modèle de référence pour analyser l'impact des additifs alimentaires sur le microbiote intestinal et le développement cérébral néonatal. Ce choix se justifie par la capacité à suivre précisément les interactions microbiote-système immunitaire dès la naissance grâce à des outils d'analyse avancés. Bien que simplifiée, la physiologie mu-rine offre une pertinence conceptuelle et souvent directe pour comprendre les mécanismes chez le nouveau-né humain. En pratique, la souris est indispensable : sa reproduction rapide permet d'obtenir de grandes portées pour suivre les effets à long terme d'une exposition nutritionnelle précoce, de la nais-sance à l'âge adulte. De plus, c'est l'espèce la mieux maîtrisée pour évaluer les fonctions co-gnitives et comportementales en milieu contrôlé. Ces avantages combinés garantissent une efficacité optimale dans la recherche tout en assurant une représentation physiologique fiable des processus biologiques humains. Le premier groupe sera suivi jusqu’à l’âge du sevrage, soit environ trois semaines. Cette période constitue la phase d’exposition aux additifs ; c’est également une fenêtre de développement où le microbiote intestinal et le cerveau sont particulièrement sensibles à l’environnement nutritionnel. Le second groupe sera suivi jusqu’au 18ème jour de vie. Cette période constitue la phase d’exposition aux additifs ; c’est également une fenêtre de développement où le microbiote intestinal et le système immunitaire sont modulés par l’environnement nutritionnel. Le troisième groupe sera maintenu dans les mêmes conditions jusqu’à l’âge adulte, l’exposition aux additifs étant limitée à la seule période néonatale. Ce suivi longitudinal permettra de vérifier si les éventuelles perturbations observées chez le jeune animal perdurent et influencent le comportement et l’état général à long terme. L’utilisation de ces deux stades est indispensable à la démarche scientifique : la période néonatale représente le moment critique de l’exposition alimentaire, tandis que l’évaluation à l’âge adulte est nécessaire pour mesurer l’existence d’effets différés.

Opérées une ou plusieurs fois au cours d'interventions de quarante-cinq à quatre-vingt-dix minutes, puis abreuvées à la nicotine pendant trois semaines, 1 900 souris subissent des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Leur comportement est filmé en continu par groupes de trois pendant une à deux semaines dans de grandes cages, et leur activité neuronale est manipulée avant ou pendant la tâche au cours de sessions d'une heure. L'objectif déclaré est d'établir dans quel sens joue le lien entre organisation sociale, plasticité dopaminergique et sensibilité à la nicotine, un lien que le porteur affirme impossible à mettre en évidence sans recourir à des lignées animales. Toutes sont tuées : le porteur écrit que "la mort des animaux est nécessaire pour l'étude post mortem" du cerveau, afin de localiser les injections et les enregistrements.

Objectifs

L’addiction à la nicotine présente une forte variabilité interindividuelle qui n’est pas entièrement expliquée par des facteurs génétiques. L’organisation sociale constitue un régulateur majeur de la fonction dopaminergique et du traitement de la récompense, et pourrait ainsi influencer la vulnérabilité à la nicotine. À l’inverse, l’exposition chronique à la nicotine modifie la plasticité dopaminergique ainsi que les comportements sociaux. L’objectif de ce projet est de déterminer la relation causale réciproque entre l’exposition chronique à la nicotine, la plasticité dopaminergique et l’organisation sociale. En combinant des approches comportementales, neurobiologiques et de manipulation neuronale, ce projet permettra d’identifier les mécanismes par lesquels l’environnement social et la plasticité cérébrale façonnent la sensibilité individuelle à la nicotine.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d’identifier comment l’environnement social et la plasticité dopaminergique interagissent pour façonner la vulnérabilité individuelle à l’addiction à la nicotine. Il apportera une compréhension mécanistique causale reliant l’organisation sociale à la sensibilité aux drogues, des mécanismes qui ne peuvent être mis en évidence sans recourir à des modèles animaux. Ces résultats pourront contribuer au développement de nouvelles stratégies de prévention et d’intervention dans l’addiction à la nicotine, intégrant explicitement la dimension sociale.

Procédures

Les souris subiront une ou plusieurs procédures chirurgicales (durée : environ 45–90 min). Certaines souris seront exposées à un traitement chronique dans l’eau de boisson pendant une durée de 3 semaines. Les souris sont placées dans de grandes cages, et leur comportement est enregistré en continu pendant une semaine. Un test de sensibilité sera réalisé en administrant différentes doses du traitement aux animaux pendant l’enregistrement de l’activité neuronale (deux enregistrements d’une heure chacun). Chez un autre groupe de souris, l’activité neuronale est manipulée avant la tâche (une session de 60 minutes) ou pendant celle-ci (deux sessions de 60 minutes) afin d’évaluer l’impact sur le comportement. Le comportement des animaux sera évalué par groupes de trois pendant 1–2 semaines dans une grande cage. À la fin de certaines procédures, un enregistrement unitaire de neurones sera effectué sur les animaux anesthésiés.

Impact sur les animaux

La douleur post-opératoire transitoire et une diminution temporaire de la mobilité peuvent apparaître à la suite des interventions chirurgicales. Une irritation locale ou une inflammation au niveau des sites d’implantation peut également induire une douleur de courte durée, rapidement prise en charge. Des troubles digestifs peuvent survenir en lien avec l’exposition chronique à la nicotine, provoquant un stress ou une gêne légère de courte durée. Un stress léger et transitoire peut aussi être associé aux administrations répétées de nicotine et aux manipulations expérimentales. Enfin, un stress social léger et de courte durée peut survenir lors de l’établissement et du maintien de l’organisation sociale au sein des groupes.

Devenir

La mort des animaux est nécessaire pour l’étude post mortem du cerveaux (localisation des injections et enregistrements).

Remplacement

Les niveaux d’analyse proposés dans ce projet nécessitent l’étude du comportement chez des souris évoluant librement, car les interactions entre l’organisation sociale, le comportement individuel et l’activité cérébrale ne peuvent pas être appréhendées à l’aide de systèmes simplifiés ou de modèles in vitro.

Réduction

Le nombre d’animaux sera maintenu au strict minimum nécessaire. Le suivi comportemental continu à haute résolution permet des analyses longitudinales et multidimensionnelles approfondies pour chaque souris, maximisant ainsi la valeur scientifique des données recueillies, qui pourront également être partagées avec d’autres équipes de recherche. Le nombre d’animaux requis a été déterminé à l’aide d’une analyse statistique, sur la base d’une littérature solide et de données pilotes. Les procédures ont été conçues afin de permettre à un même animal de participer à plusieurs expériences successives, limitant ainsi le recours à de nouveaux animaux. Une marge supplémentaire a été prévue afin de tenir compte d’éventuelles pertes liées aux procédures chirurgicales. Des réévaluations régulières des effectifs seront réalisées au cours du projet et le nombre d’animaux pourra être ajusté à la baisse si les résultats obtenus permettent d’atteindre les objectifs scientifiques avec un effectif plus faible.

Raffinement

Des mesures de raffinement sont mises en place afin de limiter la douleur et le stress. Lors des procédures chirurgicales, des anesthésiques locaux et des analgésiques sont administrés, et les sites opératoires sont étroitement surveillés. Des critères d’arrêt précoces sont définis à l’aide d’une grille d’observation scorée.

Choix des espèces

Le cerveau de la souris possède des circuits dopaminergiques qui sont très similaires à ceux de l’Homme, et de nombreux comportements liés à l’addiction sont bien établis chez cette espèce. La souris dispose également d’outils génétiques uniques permettant de moduler finement certains circuits neuronaux et de mieux comprendre comment la nicotine agit sur le cerveau et le comportement. Ces outils n’étant pas disponibles chez d’autres espèces, la souris constitue le modèle le plus adapté pour notre étude. Les animaux seront utilisés au stade adulte (à partir de 8 semaines d’âge). Ce stade est choisi car les circuits neuronaux impliqués dans les comportements liés à l’addiction et à la motivation sont alors matures et stables, permettant une étude fiable des effets de la nicotine sur le cerveau et le comportement. L’utilisation d’animaux adultes permet également de limiter les variations liées au développement du système nerveux observées chez les animaux plus jeunes.

Chauffés jusqu'à la perte d'équilibre, 440 poissons d'eau douce capturés en nasses subissent une élévation rapide de la température pendant 80 minutes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Trois espèces seront retenues parmi le gardon, la perche soleil, la grémille, le goujon, le rotengle et le gobie à tache noire, maintenues jusqu'à 48 heures en bourriche et à jeun, la manipulation pouvant leur faire perdre mucus et écailles. Tous sont ensuite tués pour des mesures sur les tissus. Le porteur qualifie pourtant le test employé, le CTmax, de "mesure de tolérance thermique non létale".

Objectifs

Les effets des changements climatiques se manifestent de manière particulièrement prononcée dans les écosystèmes d’eau douce, où les vagues de chaleur augmentent en fréquence et en intensité. Les organismes ectothermes (e.g. poissons) y sont particulièrement vulnérables, dans la mesure où leur température corporelle dépend de celle de leur environnement. En conséquence, la tolérance des organismes aquatiques aux variations rapides de la température dans leur environnement constitue un facteur déterminant de leur résilience et de leur survie. Toutefois, comment un individu répond au stress thermique dépend des interactions biotiques (interactions intra- et interspécifiques) inhérentes à tout écosystème et qui persistent pendant un épisode de vague de chaleur. En ce sens, des données indiquent que les interactions entre espèces peuvent influencer des processus physiologiques tels que la croissance, la reproduction et le taux métabolique. Cependant, les recherches sur la manière dont ces interactions influencent la tolérance thermique individuelle sont limitées, puisque les études se sont jusqu’à présent focalisées principalement sur des individus isolés, sans tenir compte des interactions intra- et interspécifiques. L’objectif du présent projet de recherche est de mesurer l’impact des interactions intra- et interspécifiques sur la tolérance thermique chez les poissons. Plus précisément, notre objectif sera composé de deux volets expérimentaux : (1) Établir si les interactions intra- et interspécifiques augmentent ou réduisent la tolérance thermique maximale (volet 1) (2) Déterminer si les interactions intraspécifiques augmentent ou réduisent la tolérance thermique maximale, selon le sexe (mâle vs. femelle), en tenant compte de l’âge, de la taille et de la charge parasitaire comme covariables. (volet 2). Afin de répondre à nos objectifs de recherche, nous mesurons la tolérance thermique maximale via le test CTmax ; une mesure de tolérance thermique non létale couramment utilisée chez les poissons. La mesure de CTmax permet d’estimer rapidement la température maximale au-delà de laquelle les performances physiologiques d’un organisme ne sont plus soutenues. Pour chaque objectif nous quantifierons la charge parasitaire de chaque individu car cette interaction biotique peut avoir un effet sur la tolérance thermique.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d'acquérir des connaissances fondamentales sur les limites thermiques des poissons, un aspect essentiel pour comprendre comment les organismes répondent au stress thermique dans leur environnement. Pour chaque espèce, il est possible de déterminer une température de tolérance maximale (CTmax), à partir de laquelle les performances de l'individu chutent fortement et comment la tolérance varie en fonction des facteurs biotiques (présence de congénères ou d’individu d’autres espèces). Dans un contexte de réchauffement climatique, la valeur de CTmax est particulièrement importante, puisqu’elle indique la température maximale que l'organisme peut supporter et donc prédire la résilience des populations face aux changements climatiques. Ce projet est novateur sur deux aspects, puisqu’il utilise des organismes issus de milieux naturels et réplique les interactions biotiques présentes dans l’écosystème, alors que la plupart des études sur la tolérance thermique maximale utilisent des organismes élevés en laboratoire et ne considèrent pas ces interactions.

Procédures

Pendant l’expérience de tolérance thermique, les individus subiront une augmentation rapide de la température jusqu’à perte d’équilibre : 1 seule fois pendant 80 minutes

Impact sur les animaux

La mise en place du protocole expérimental décrit ci-dessus peut amener les nuisances ou effets indésirables suivants sur les animaux : (1) Stress lié à la capture en nasses (2) Stress lié au maintien temporaire en bourriche et au jeûne (maximum 48h). (3) Stress lié à la manipulation qui peut entrainer une perte de mucus ou d’écailles. (4) Stress lié à l’augmentation rapide de la température pendant le protocole de CTmax

Devenir

Tous les poissons utilisés seront mis à mort pour effectuer des mesures sur tissus.

Remplacement

Le but de notre étude est de comprendre comment la dynamique entre espèces et au sein d’une même espèce affecte la tolérance thermique de l’individu. Cela apportera des informations sur la dynamique de l’écosystème auquel ces espèces appartiennent, susceptible de changer en réponse aux changements climatiques. Le modèle animal demeure indispensable puisque nous examinons les interactions biotiques et la manière dont la réponse comportementale à une vague de chaleur est affectée par celles-ci. En conséquence, le remplacement est impossible ici, puisqu'il s’agit d'analyser la réponse intégrale de l'organisme face à une vague de chaleur à l'aide de mesures comportementales. Nous privilégions l'utilisation des poissons, qui sont souvent les principaux prédateurs poïkilothermes dans les écosystèmes aquatiques et jouent un rôle fonctionnel clé.

Réduction

Afin de répondre au principe de réduction, le nombre d’individus a été calculé pour fournir un pouvoir statistique suffisant pour évaluer les variations de la tolérance thermique maximale entre les trois groupes expérimentaux. Sur la base de publications récentes, nous estimons le CTmax du gobie à tache noire (Neogobius melanostomus) autour de 35 °C, celle de la perche soleil (Lepomis gibbosus) à environ 34 °C, ainsi qu’à 30 °C chez la grémille (Gymnocephalus cernua), 32 °C chez le goujon (Gobio gobio) et 36 °C chez le rotengle (Scardinius erythrophthalmus).

Raffinement

Pour la stabulation, les poissons seront placés dans des bourriches immergées dans la rivière afin de maintenir les poissons en milieu semi-naturel avant le début du protocole expérimental CTmax. Entre le moment de la capture et le début du protocole expérimental (CTmax), un délai maximal de 48 h sera observé afin de limiter le temps passé en dehors de leur milieu naturel. Lors de la stabulation dans les bourriches, la densité sera limitée à un maximum de 12 individus pour permettre le maintien des interactions intra- et interspécifiques tout en évitant les interactions antagonistes. Les bourriches seront enrichies de rochers et de végétation pour refléter les conditions naturelles, tout en favorisant des zones de repli afin de réduire le stress. Pour les trois aquariums expérimentaux, nous utiliserons des aquariums non enrichis pour observer la perte des fonctions locomotrices, qui se traduit par un retournement indiquant que la limite de tolérance thermique maximale de l’individu est atteinte. Le protocole expérimental sera réalisé dans des glacières dont le fond et les quatre côtés seront opaques afin de limiter les stimulations visuelles liées à la présence humaine. La présence des manipulateurs sera limitée grâce à un système de surveillance vidéo à distance. Tous les aquariums seront équipés d’un bulleur afin de maintenir une concentration en oxygène dissous proche de 100 %. L’eau utilisée proviendra de la rivière. La température, le pH et l’oxygène dissous seront mesurés par sonde durant le test. Pour chaque test, les individus seront sous la surveillance d’un binôme formé et expérimenté en manipulation animal. Des limites établies pour assurer le bien-être animal permettront une intervention rapide en cas de signes indiquant que l’individu est en souffrance. Un arbre décisionnel guide les actions à entreprendre en fonction de l’état clinique observé. Si l’état des individus se dégrade, des critères d’arrêt peuvent entraîner la fin anticipée de l’expérience, conformément à la réglementation en vigueur. L’augmentation de la température sera planifiée de manière différenciée entre les trois set-up expérimentaux, de sorte que les individus d’une unité n’atteignent jamais simultanément leurs limites thermiques avec ceux d’un autre mésocosme, garantissant ainsi une prise en charge rapide et individualisée.

Choix des espèces

Afin de remplir l’objectif du volet 1, nous sélectionnerons parmi la liste d’espèces suivante, les trois espèces qui seront trouvées en abondance et dont la niche écologique est similaire : gardon (Rutilus rutilus) ; perche soleil (Lepomis gibbosus) ; grémille (Gymnocephalus cernua) ; goujon (Gobio gobio) ; rotengle (Scardinius erythrophthalmus) ; gobie à tache noire (Neogobius melanostomus) Les trois espèces seront choisies pour leurs caractéristiques écologiques communes et leur pertinence pour l’étude des réponses aux stress thermiques. Les trois espèces d’écrevisses sont des espèces exotiques à fort impact écologique. Il est donc particulièrement pertinent d’étudier leur limite thermique. Pour le volet 2, nous avons choisi le gobie à tache noire, une espèce exotique envahissante à fort impact écologique, dont l’étude de la tolérance thermique permet de mieux comprendre son potentiel de persistance et d’expansion dans un contexte de réchauffement climatique.

Deux chirurgies, l'une d'une heure, l'autre d'une heure quarante-cinq, séparées d'au moins cinq jours, implantent des électrodes cérébrales, une électrode sous-cutanée au thorax et une canule nasale. Viennent ensuite des sessions d'enregistrement en contention allant jusqu'à trois heures par jour pendant sept jours, et pour une partie des 128 souris un entraînement quotidien à une tâche auditive qui peut se prolonger plusieurs mois, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Certaines reçoivent des substances qui augmentent l'anxiété ou la sensation de panique, et subissent de brefs stimuli aversifs, goût amer ou jet d'air. À la fin, chaque souris est opérée sans réveil pour le prélèvement de son cerveau, destiné à l'analyse histologique.

Objectifs

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

Bénéfices attendus

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

Procédures

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

Impact sur les animaux

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

Devenir

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

Remplacement

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

Réduction

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

Raffinement

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

Choix des espèces

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

La souris sylvestre est un rongeur nocturne dont la reproduction varie avec la durée du jour, ce qui vaut à cette espèce d'être retenue pour un projet sur la pollution lumineuse. 312 d'entre elles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Deux groupes sont exposés sept semaines durant à des LED allumées la nuit, avec une prise de sang par semaine sur souris consciente, soit sept prélèvements par individu. Une partie des cerveaux sera prélevée pour des études ultérieures, et le porteur annonce que les corps des souris surnuméraires et de celles n'ayant subi que des prises de sang seront congelés puis mis à disposition des enseignants et des responsables d'animalerie de l'université pour des travaux pratiques d'anatomie comparée.

Objectifs

Chez tous les organismes, dont les mammifères, c’est l’horloge biologique interne qui contrôle les rythmes de nombreuses fonctions (sommeil, reproduction, etc.) selon un cycle d’environ 24 heures. Cette horloge est principalement synchronisée par l’alternance naturelle du jour et de la nuit grâce à la lumière, qui influence notamment la production de mélatonine, une hormone impliquée dans le rythme veille-sommeil. Lorsque l’environnement nocturne est éclairé artificiellement, comme avec l’éclairage public, ce signal naturel peut être perturbé. Cette pollution lumineuse risque alors de dérégler l’horloge biologique et d’avoir des conséquences sur la santé et le fonctionnement de l’organisme. Dans ce contexte, le projet a pour objectif de reproduire une exposition à la pollution lumineuse pendant la nuit (LAN) chez un mammifère nocturne particulièrement sensible à la durée du jour et de la nuit, la souris Sylvestre, en s’appuyant sur des protocoles expérimentaux réalisés en conditions contrôlées. Plus précisément, il vise à explorer les conséquences d’une exposition nocturne à deux types de lumières LED, l’une majoritairement utilisée dans l'éclairage public nocturne, qui stimule fortement les mécanismes contrôlant l’horloge biologique, et l’autre émettant dans une gamme de longueur d’onde plus élevée, qui pourrait être moins perturbatrice. Le projet a pour objectifs d’évaluer l’impact de la LAN sur : 1) les régions du cerveau qui contrôlent la reproduction ; 2) la production d’hormones liées à la reproduction. Les analyses seront réalisées sur des individus mâles et femelles de la génération F0 exposés ou non, ainsi que chez des individus mâles et femelles de la génération F1 afin de voir si les effets peuvent se transmettre à la génération suivante. Les résultats obtenus contribueront à une meilleure compréhension des effets de la pollution lumineuse et permettront d'élaborer des stratégies d’éclairage respectueuses de la biodiversité pour une meilleure gestion environnementale de la pollution lumineuse.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus de ce projet sont de 4 ordres principaux. 1/ Les résultats obtenus contribueront à mieux informer les décideurs sur les conséquences écologiques de la pollution lumineuse. En effet, les pouvoirs publics pourront s’appuyer sur les données scientifiques précises obtenues à l’issue de ce projet pour établir des recommandations visant à limiter l’exposition aux LED. Ces recommandations pourraient inclure une meilleure régulation de l’usage des LED en fonction de leur spectre lumineux, en privilégiant des spectres moins perturbateurs pour la biodiversité. 2/ Les mécanismes moléculaires et les systèmes neuroendocriniens sous-jacents au fonctionnement de l’horloge circadienne sont communs à une vaste majorité de vertébrés. Les résultats obtenus à l’issue de ce projet seront donc susceptibles de concerner d'autres taxons et participeront à la compréhension du rôle de la lumière artificielle la nuit dans la contribution au déclin ou à l'extinction des populations d'espèces. 3/ Au-delà des aspects applicatifs et réglementaires, ce projet aura également un impact sociétal en sensibilisant le grand public aux effets des LED sur la biodiversité. 4/ Ce projet contribuera également à élargir nos connaissances sur les effets de la LAN sur la santé humaine, en particulier sur les rythmes circadiens et les régulations neuroendocriniennes. Les données scientifiques issues de ce projet pourront fournir des éléments contribuant au reclassement de la pollution lumineuse nocturne comme un agent physique à effet perturbateur endocrinien.

Procédures

Deux groupes de souris seront exposées à un traitement luminaux nocturne chacun durant 7 semaines. Les souris auront 1 prise de sang par semaine pendant 7 semaines, soit 7 prélèvements/souris (vigile) au total. Chaque prélèvement dure entre 30 secondes et 1 minute.

Impact sur les animaux

Les potentiels effets indésirables attendus sont les suivants : - Une exposition à des traitements lumineux nocturnes peut entrainer des perturbations comportementales et physiologiques, ce qui constitue l’objet de notre étude ; - Une douleur transitoire hebdomadaire suite à l’introduction de l’aiguille lors des prélèvements de sang ; - Un stress aigu de quelques dizaines de secondes n’induisant pas d’effet à long terme peut être généré dû à la manipulation des animaux.

Devenir

Tous les animaux du projet seront mis à mort et pour une partie d’entre eux les cerveaux seront prélevés pour des études ultérieures. Nous congelerons des animaux surnuméraires ainsi que ceux n’ayant subit que des prises de sang et les mettrons à disposition des enseignants chercheurs ainsi des responsables d'animalerie de l’Université pour des TP d'anatomie comparée sur cadavres.

Remplacement

A ce jour aucune méthode alternative non animale (in vitro et/ou in silico) ne peut être utilisée pour ce projet qui étudie l’effet d’une exposition à la LAN sur les systèmes neuroendocriniens. Il est donc impératif d’utiliser l’animal entier pour en comprendre les effets et étudier les mécanismes altérés.

Réduction

Le nombre d’animaux a été optimisé de façon à obtenir des résultats pertinents, reproductibles et statistiquement valides. Afin de limiter le nombre de naissances et d'éviter la production d'animaux surnuméraires, une gestion rigoureuse des accouplements sera mise en place en adoptant une stratégie d'accouplements discontinus.

Raffinement

Les souris seront hébergées en groupe sociaux (3 à 5 souris par cage) en présence de plusieurs enrichissements (abris cartonnés avec matériel de nidification et jouets en bois) avec un accès à la nourriture et boisson ad libitum. La surveillance des souris sera accrue lors de leur première semaine d'exposition à la lumière artificielle nocturne. Suite à la prise de sang hebdomadaire, l’animal sera placé dans une cage sans congénère pour récupération et jusqu’à l’arrêt complet du saignement (1-2 min). Un petit morceau de cookie lui sera donné en récompense. Il sera ensuite replacé avec ses congénères. Une grille de score d'évaluation du comportement des souris sera mise en place afin d'identifier précocement d'éventuels points limites adaptés. Un arbre décisionnel guidera la décision de retrait des animaux du protocole lorsque les critères prédéfinis seront atteints afin d'interrompre toute souffrance inutile.

Choix des espèces

Nos recherches portent sur les effets d’une exposition à la lumière artificielle nocturne sur les systèmes neuroendocriniens contrôlant la fonction de reproduction chez les mammifères nocturnes. La souris Sylvestre est un excellent modèle animal de référence puisqu’elle est photosensible et présente des variations saisonnières de ses fonctions de reproduction, physiologiques et comportementales. Ces caractéristiques sont indispensables pour la réalisation de ce projet. Nous utiliserons des animaux mâles et des femelles adultes qui seront âgés de 6 à 16 semaines au début des expériences.

Une puce implantée sous la peau après incision, une pompe posée sous la peau ou dans la cavité abdominale pour cinq semaines de traitement continu, puis jusqu'à seize heures de tests par souris réparties sur quatre semaines : 2 784 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des crises d'épilepsie leur sont provoquées et leur sensibilité à la douleur est mesurée, deux points dont le porteur indique qu'ils entraînent un inconfort supérieur à celui des autres tests. L'objet déclaré est d'évaluer cinq médicaments déjà autorisés pour d'autres maladies neurologiques et de chercher des mécanismes communs à deux troubles du neurodéveloppement. Les tests restent désignés par leurs catégories, sociaux, moteurs, de mémoire et stéréotypés, sans qu'aucun dispositif soit nommé, et l'effectif tomberait à 864 souris si deux mesures de réduction s'appliquaient, écart que le résumé laisse sans commentaire.

Objectifs

Les troubles du neurodéveloppement liés à des anomalies de la communication entre les neurones du cerveau touchent environ 1% de la population mondiale. Ils sont fréquemment associés à des formes d’autisme, des déficits intellectuels et moteurs, ainsi qu’à de l’anxiété, de l’épilepsie et à des altérations des sensations, notamment de la perception de la douleur. À ce jour, ces troubles ne disposent encore que de peu ou pas de médicaments efficaces. Dans le cadre d’un projet financé par le programme Européen sur les maladies rares (ERDERA) réunissant quatre associations de patients et cinq équipes de recherche, ces travaux, dans leur ensemble, visent à mieux comprendre les mécanismes à l’origine de ces troubles, à identifier des marqueurs biologiques et à évaluer le potentiel de repositionnement de candidats médicaments dans des modèles murins. Comme ces troubles pourraient partager certains mécanismes communs, le premier objectif de cette étude est de les identifier en étudiant le comportement et le fonctionnement de ces neurones dans deux modèles murins de ces troubles. Le second objectif du projet consiste à évaluer cinq médicaments déjà approuvés pour d’autres maladies neurologiques (repositionnement) afin de déterminer s’ils pourraient également être bénéfiques pour ces deux troubles. Leur efficacité sera étudiée dans ces deux modèles murins en analysant leurs effets sur les anomalies comportementales et sur le fonctionnement neuronal. Les résultats de cette étude, intégrés au projet européen dans son ensemble, permettraient d’envisager un transfert vers la clinique et les patients à court terme.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à améliorer les connaissances sur les troubles du neurodéveloppement liés à des anomalies de la communication entre les neurones du cerveau. Cette étude contribuera à mieux comprendre les mécanismes communs à l’origine de ces maladies et évaluera le potentiel de médicaments déjà utilisés pour d’autres maladies. Dans leur ensemble, ces travaux permettront d’accélérer le développement de médicaments pour les patients concernés par ces troubles.

Procédures

Les souris anesthésiées seront implantées avec une puce d’identification par radiofréquence à l’aide d’une petite incision (une seule fois, 5 minutes par animal). Cette puce permettra d’identifier chaque animal et de suivre ses interactions avec les autres souris lors des tests de comportement. Si un des médicaments ne peut pas être donné oralement dans l’eau de boisson ou la nourriture, une pompe placée sous la peau pourra également être utilisée pour administrer certains traitements de façon continue pendant cinq semaines (en même temps que les puces). Si aucune de ces voies n’est possible, une intervention chirurgicale sera réalisée pour placer la pompe dans la cavité abdominale. Les souris seront évaluées sur leurs comportementaux sociaux, moteurs, de mémoire et stéréotypés et leur sensibilité à la douleur et leur prédisposition aux crises d’épilepsie (maximum 60 minutes par jour sur 4 semaines, soit un total de 16 heures par animal).

Impact sur les animaux

La manipulation des souris, et les tests comportementaux peuvent entraîner un léger stress temporaire chez l’animal. Leur sensibilité à la douleur et leur prédisposition à l’épilepsie peuvent entraîner un inconfort modéré, supérieur à celui associé aux autres tests comportementaux. L'implantation des puces et des pompes peut provoquer une légère douleur minorée par l'administration d'antalgiques. Des crises d’épilepsie seront induites, ce qui pourrait entraîner une diminution de leur bien-être.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à l’issue des procédures pour réaliser des prélèvements de différents tissus (sang et cerveau) et faire des analyses moléculaires.

Remplacement

Les médicaments seront d’abord testés sur des cellules en laboratoire. Seuls les 5 plus prometteurs seront évalués dans cette étude chez la souris. Il n’existe pas de méthode alternative pour les expériences de comportement et tester des médicaments, car elle nécessite un organisme vivant entier, depuis l’injection, leur passage dans le cerveau jusqu’à l’observation de leurs effets in vivo.

Réduction

Le nombre de 2784 animaux a été optimisé pour obtenir des résultats pertinents, reproductibles et statistiquement valides. Si aucun effet sexe n’est observé lors de la caractérisation des modèles, le nombre de souris sera réduit de moitié pour l’évaluation des effets des médicaments. De plus, si la dose la plus faible d’un médicament permet d’obtenir des résultats satisfaisants, la dose plus élevée ne sera pas testée. Si ces deux mesures de réduction peuvent être appliquées, le nombre total d’animaux nécessaires sera limité à 864.

Raffinement

L’environnement des souris est enrichi et renouvelé régulièrement pour optimiser le maintien de leur chaleur corporelle et de leur bien-être. Les tests de comportement seront réalisés dans une pièce calme et faiblement éclairée, et seront les plus brefs possibles afin de minimiser l’inconfort et l’anxiété des animaux. De plus, les animaux seront habitués à cette pièce et au contact des expérimentateurs, mais également pour vérifier leur état de santé. Les caractéristiques génétiques des souris et les croisements utilisés ont été adaptés afin de limiter l’apparition de signes indésirables pouvant affecter leur bien-être. Les souris soumises à une incision pour injecter des puces d’identification ou les pompes libérant le médicament seront traitées avec des antidouleurs jusqu’à leur rétablissement pour limiter leur douleur et, comme pour tout changement chez un animal, feront l’objet d’une surveillance renforcée. Des points limites adaptés à chaque procédure ont été mis en place et seront appliqués.

Choix des espèces

Les souris sont de petits animaux sociaux, et dont les comportements sont proches de ceux de l’homme. Elles constituent ainsi un modèle pertinent pour étudier les troubles du neurodéveloppement qui ont un impact important sur la qualité de vie des personnes atteintes. Les études seront réalisées chez des souris adultes âgées de deux mois, ayant un cerveau mature, qui recevront les traitements avec ces médicaments un mois ou une semaine avant l’évaluation de leurs comportements.

Exposées 24 heures sur 24 aux signaux radiofréquence 5G du début de la gestation jusqu'à trois semaines après la mise bas, soit environ six semaines, des femelles isolées et leurs petits ouvrent ce protocole. Les nouveau-nés font l'objet d'enregistrements de vocalisations ultrasoniques, puis, à partir de huit semaines, les souris passent deux à trois semaines de tests comportementaux, dont un labyrinthe radiaire avec alimentation contrôlée et une exposition à des stimuli de huit minutes suivie de rappels de six minutes, que le résumé ne nomme pas. 852 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour des vérifications histologiques. Le porteur écrit qu'aucun mécanisme ne suggère d'effet délétère immédiat aux niveaux d'exposition utilisés, les effets recherchés étant attendus à long terme.

Objectifs

Les champs électromagnétiques dans la gamme des radiofréquences (RF) sont l'un des agents physiques les plus omniprésents auxquels nous sommes exposés quotidiennement. Ainsi, l'exposition aux ondes RF des communications sans fil dans nos environnements personnels et professionnels soulève des questions légitimes quant à leurs effets possibles sur la santé. Avec le déploiement rapide de la téléphonie mobile et des communications sans fil au cours des dernières décennies, la cinquième génération (5G) a commencé à être déployée en France en 2020. Alors que les seuls effets nocifs connus de l'exposition aux RF sont causés par l'échauffement des tissus, la possibilité d’effets comportementaux induits par l'exposition aux champs RF à des niveaux inférieurs aux recommandations reste à préciser, en particulier au cours de la phase de neurodéveloppement qui s’avère être particulièrement sensibles à l’impact des stimuli environnementaux. Ce projet consiste en l’étude des effets in vivo d’une exposition chronique à des ondes RF à 3,5 GHz chez la souris au cours du développement. Les conséquences comportementales de cette exposition aux signaux 5G seront évaluées à l’âge adulte à l’aide d’une batterie de paradigmes visant à explorer différents domaines comportementaux comme l’anxiété, les aptitudes motrices ou les fonctions cognitives. Les modifications de l’expression de marqueurs d’activité cérébrale seront également investiguées à partir des cerveaux de souris collectés.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra, à court terme, de mieux caractériser les effets d’une exposition précoce aux signaux 5G sur le développement cérébral et les comportements associés chez la souris. À moyen terme, ces résultats contribueront à mieux comprendre les mécanismes neurobiologiques potentiellement altérés par ces expositions, notamment en lien avec la formation des circuits neuronaux et les fonctions cognitives et sociales. À long terme, ce projet présente un enjeu translationnel en pouvant contribuer à l’évaluation des risques sanitaires liés aux expositions aux champs RF et à orienter les recommandations en matière de santé publique.

Procédures

Dans le cadre de ce projet, les animaux seront soumis à différentes interventions expérimentales non invasives ou faiblement invasives. - Les souris gestantes et leurs petits seront exposés de façon chronique, corps entier et en continu (24 h/24) aux signaux radiofréquences de type 5G, du début de la gestation jusqu’à trois semaines après la naissance, soit une durée totale d’environ 6 semaines. - Les nouveau-nés feront l’objet d’interventions ponctuelles de courte durée, notamment (quelques secondes par animal) ainsi que des enregistrements de vocalisations ultrasoniques (quelques minutes par session), réalisés avec un minimum de manipulation. - A l’âge adulte (à partir de 8 semaines), les animaux seront soumis à une batterie de tests comportementaux sur animaux vigiles. Chaque test dure de quelques minutes (par exemple 5 à 10 minutes pour les tests d’exploration ou de mémoire) à quelques dizaines de minutes pour certaines épreuves spécifiques. La batterie complète s’étale sur environ 2 à 3 semaines, avec des périodes de repos intégrées. - La procédure expérimentale comprend une phase brève d’exposition à des stimuli contrôlés pendant 8 minutes, suivie de séances de rappel de courte durée de 6 minutes. Les tâches de mémoire spatiale dans le labyrinthe radiaire impliquent des sessions répétées de quelques minutes avec alimentation contrôlée.

Impact sur les animaux

À ce jour, aucun mécanisme ne suggère d’effet délétère immédiat aux niveaux d’exposition utilisés ; les effets potentiels sont attendus à long terme, ce qui constitue l’objectif de l’étude. Les animaux participeront à différents tests comportementaux permettant d’évaluer certaines fonctions cognitives, émotionnelles et motrices. Ces procédures peuvent entraîner un stress léger et transitoire lié à la manipulation, à la nouveauté de l’environnement ou à certaines situations aversives modérées. Ces effets sont de courte durée et réversibles. Certains tests nécessiteront une légère adaptation des conditions d’alimentation afin de maintenir la motivation des animaux, tout en assurant un suivi régulier de leur état général et de leur bien-être. Certaines procédures expérimentales, comme les injections de substances, peuvent provoquer un inconfort temporaire lié à la manipulation et à l’administration des traitements. L’isolement des femelles gestantes, réalisé à partir de la détection du bouchon vaginal et maintenu jusqu’au terme de la gestation, peut également entraîner un stress léger et transitoire lié au changement de conditions d’hébergement, atténué par le maintien de conditions d’hébergement enrichies et un suivi renforcé du bien-être des animaux. Des effets transitoires sur le comportement ou l’activité des animaux pourront également être observés.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure afin de procéder aux vérifications histologiques et à l'étude de marqueurs biologiques.

Remplacement

L’examen des comportements, comme par exemple les fonctions cognitives ne peut, par définition, s’étudier que chez des organismes entiers. L’approche cognitive chez l’homme n’autorise pas l’exposition aux radiofréquences des très jeunes individus pendant leur phase de neurodéveloppement et l’utilisation du modèle animal s’avère nécessaire. Des méthodes alternatives comme les modèles cellulaires in vitro restent incomplètes pour l’étude de phénomènes physiologiques aussi complexes que le neurodéveloppement, puisqu'elles ne tiennent pas compte de l’ensemble des interactions existantes au sein d’un organisme tout entier. De même, les approches de modélisation informatique du fonctionnement du cerveau sont utiles mais restent largement insuffisantes et s’avèrent au mieux complémentaires des données neuro-comportementales obtenues.

Réduction

- Nous cherchons à utiliser le nombre minimal d’animaux permettant d’obtenir des données exploitables. - Le recours à une batterie de tests comportementaux pour un même animal permet également de diminuer le nombre d’animaux nécessaire. De plus, nous utiliserons des procédures comportementales dont les paramètres opérationnels ont été validés par une approche pharmacologique permettant d’optimiser leur sensibilité, et ainsi de réduire le nombre total d’animaux utilisés. D’une façon générale, le nombre de répétition des expériences sera défini de manière rationnelle : si une expérience donne des résultats statistiquement significatifs avec une fiabilité statistique suffisante pour conclure de manière robuste, elle ne sera répétée qu’une seule fois ou de façon partielle ; sinon elle sera répétée deux à trois fois maximum. - Les cerveaux, voire d’autres organes des souris mises à mort en fin d’expérience seront conservés afin d’éviter des expériences supplémentaires si des questions nouvelles surviennent.

Raffinement

Le bien-être des animaux sera pris en compte tout au long du projet afin de limiter au maximum le stress et l’inconfort liés aux procédures expérimentales. Les protocoles ont été optimisés lors d’études précédentes afin de réduire les manipulations et les contraintes pour les animaux. Les animaux feront l’objet d’une surveillance régulière par les expérimentateurs et le personnel qualifié de l’animalerie afin de vérifier leur état de santé et leur bien-être. En cas de problème, des mesures adaptées seront mises en place rapidement. Des critères de surveillance et d’arrêt ont été définis afin de prévenir toute souffrance excessive. Des mesures adaptées pourront être mises en place pour faciliter l’alimentation et l’hydratation des animaux si nécessaire. Certains tests comportementaux pourront entraîner un inconfort léger et temporaire lié aux conditions expérimentales. Des périodes de repos seront prévues entre les tests afin de limiter le stress et la fatigue des animaux.

Choix des espèces

Les rongeurs sont souvent utilisés pour étudier le cerveau et le système nerveux, car ils sont faciles à élever et à manipuler en laboratoire. De nombreux mécanismes du cerveau sont similaires chez tous les mammifères, y compris chez l’être humain. Cela permet aussi d'observer chez les rongeurs des comportements complexes grâce à différents tests adaptés. Dans cette étude, l’utilisation de souris est nécessaire car les phénomènes étudiés dépendent des interactions entre plusieurs régions du cerveau et du comportement global de l’animal. Ces mécanismes ne peuvent pas être reproduits correctement avec des cultures cellulaires ou des simulations informatiques seules. Les effets d’une exposition aux signaux 5G seront étudiés pendant le développement du cerveau. Pour cela, des souris femelles gestantes seront exposées pendant la grossesse, puis les petits continueront à être exposés après la naissance. Les conséquences de cette exposition seront ensuite évaluées lorsque les souris deviendront de jeunes adultes, vers l’âge de 10 à 12 semaines, période à laquelle le cerveau est considéré comme mature. Les tests seront réalisés aussi bien chez les mâles que chez les femelles afin d’étudier différents aspects du comportement.

Des femelles gestantes sont anesthésiées et opérées vingt à trente minutes pour qu'une injection atteigne directement l'embryon, d'autres reçoivent un gavage de deux minutes sans anesthésie. Leurs petits passent ensuite des tests comportementaux entre trois et vingt et un jours après la naissance, que le résumé ne nomme pas. 1 578 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec un risque d'avortement ou de résorption embryonnaire après la chirurgie. Toutes seront tuées à la fin des procédures pour le prélèvement de tissu cérébral. Le porteur écrit avoir "réduit au maximum le nombre d'animaux nécessaire à ce projet de grande nécessité".

Objectifs

Le cerveau contient différents types de cellules, dont les astrocytes, qui jouent un rôle essentiel dans la communication entre les neurones et dans le bon fonctionnement cérébral. Ce projet vise à mieux comprendre la diversité et les fonctions des sous-populations d’astrocytes dans une partie du cerveau nommée cortex, depuis leur formation jusqu’à leur implication dans des troubles du neurodéveloppement, tels que les troubles du spectre de l’autisme et la schizophrénie. Pour cela, plusieurs modèles de souris seront utilisés afin de suivre ou d’éliminer spécifiquement certaines populations d’astrocytes et ainsi comprendre leurs rôles en contexte sain et pathologique. Les objectifs principaux du projet sont : 1. Comprendre d'où viennent ces cellules et comment elles se développent. 2. Déterminer leur rôle au cours du développement. 3. Analyser les conséquences de ces cellules sur le comportement social, cognitif et sensoriel. 4. Étudier leur rôle sur l’activité électrique des neurones en conditions saines et dans des modèles de troubles du neurodévelopement. Les connaissances obtenues permettront de mieux comprendre comment et pourquoi les astrocytes sont essentiels au bon fonctionnement du cerveau et jouent un rôle dans les maladies neuroveloppementales, offrant ainsi de nouvelles pistes diagnostiques et/ou thérapeutiques.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à améliorer la compréhension du fonctionnement du cerveau en caractérisant une population de cellules du cerveau appelée "astrocytes", longtemps considérée comme un groupe de soutien des neurones, mais aujourd’hui reconnues comme des acteurs essentiels de la communication entre les neurones. Les résultats attendus permettront de mieux comprendre comment ces cellules se développent, interagissent avec les neurones et contribuent à la formation du réseau de neurones pendant le développement et ainsi aux comportements cognitifs, sensoriels et sociaux. Cette connaissance est essentielle pour identifier de nouvelles pistes pour lutter contre les symptômes des troubles complexes que sont les troubles du neurodéveloppement (dont les troubles du spectre de l'autisme et la schizophrénie) en constante augmentation et dont les causes restent à ce jour inconnues. À terme, les bénéfices potentiels de ce projet sont : 1. Une meilleure compréhension des mécanismes à l’origine des troubles du neurodéveloppement ; 2. La mise en évidence de nouvelles pistes de cibles diagnostiques et/ou thérapeutiques centrées sur les astrocytes ; 3. La caractérisation de modèles animaux de troubles du spectre de l'autisme et de la schizophrénie qui seront utiles pour développer, tester et valider de nouvelles stratégies de prévention, de diagnostique et/ou de traitement. Ce projet apportera donc des avancées fondamentales en neurosciences susceptibles d’avoir, à long terme, un impact positif sur la santé humaine.

Procédures

Les nuisances prévues dans ce projet sont modérées, mais strictement encadrées pour limiter la douleur, le stress et la souffrance des animaux. Les animaux seront soumis à différents types d’interventions selon l’étude concernée : Procédures chirurgicales sur femelles gestantes : pour les expériences nécessitant une injection directement dans l’embryon, les mères seront mises sous anesthésie générale, puis subiront une chirurgie de courte durée (20 à 30 minutes), suivie d’une période de traitement antidouleur de 24 h. Certaines études nécessiteront une alimentation dirigée directement dans l'oesophage de femelles gestantes : manipulation rapide (2 minutes/femelle) sans anesthésie, induisant un stress modéré et transitoire. Tests comportementaux : manipulations non invasives de courte durée (quelques minutes à 1 h selon le test de 3 jours à 21 jours après la naissance), susceptibles d’entraîner un stress léger mais sans douleur ni lésion tissulaire.

Impact sur les animaux

Les procédures expérimentales sont susceptibles d’induire chez les animaux plusieurs effets indésirables, malgré la mise en place de mesures analgésiques et de raffinement. Les effets attendus incluent : une douleur post-opératoire transitoire liée aux interventions chirurgicales, généralement de faible à modérée intensité grâce à la prise en charge analgésique ; un stress lié à la contention, aux manipulations et à l’environnement expérimental ; une altération temporaire de l’état général (diminution de l’activité, modification de la prise alimentaire) ; chez les femelles gestantes, un risque d’avortement ou de résorption embryonnaire en post-chirurgie. Ces effets sont surveillés et limités par des protocoles de suivi adapté et des critères d’arrêt prédéfinis.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de toutes les procédures pour prélevement de tissu cérébral.

Remplacement

Pour comprendre comment se développent les astrocytes et à quoi ils servent, il est nécessaire de les étudier pendant le développement du cerveau, or, aucun modèle à part les animaux ne permet aujourd’hui de reproduire la complexité de la mise en place des interactions entre les différents type de cellules pendant et après le développement du cerveau. Cette étude nécessite donc l'utilisation d'animaux mais nous avons réduit au maximum le nombre d'animaux nécessaire à ce projet de grande nécessité.

Réduction

Le nombre d’animaux a été calculé à partir de données préliminaires et d’analyses statistiques pour garantir la validité scientifique et détecter une possible différence entre les mâles et les femelles, tout en minimisant les effectifs. Les animaux seront utilisés pour plusieurs types d’analyses complémentaires afin d’optimiser l’utilisation de chaque animal et éviter la génération d’animaux surnuméraires.

Raffinement

Toutes les procédures seront réalisées, sous anesthésie et analgésie appropriées lorsque nécessaire, et les animaux maintenus dans des conditions d’hébergement enrichies. Les manipulations seront limitées en durée et en fréquence, la surveillance quotidienne assurera le bien-être des animaux, et toute source de douleur ou de stress sera prévenue ou immédiatement traitée.

Choix des espèces

L’espèce choisie est la souris (Mus musculus), modèle de référence en neurosciences, avec une organisation et un développement cérébral comparables à l’Homme, présentant des comportementaux sociaux élaborés dont les altérations peuvent être détectées, analysées et quantifiées par des tests comportementaux standardisés et largement utilisés par la communauté scientifique. Les stades étudiés couvrent les périodes clés du développement d'une région cérébrale nommée cortex : les stades embryonnaires (jour embryonnaire 13 à 18) pour le marquage et le suivi des cellules souches neurales et de leur descendance, jour post-natal 0 et 14 pour la différenciation et l’intégration de certaines sous-populations cellulaires d'intéret dans les circuits neuronaux, et jour post-natal 21 et 60 pour la maturation fonctionnelle et l’analyse comportementale et de la communication entre les neurones. Ces stades permettent d’associer observations anatomiques et fonctionnelles, de la circuiterie neuronale aux manifestations comportementales, de manière pertinente.