Caractérisation comportementale et pharmacologique de trois modèles murins de stress chronique : évaluation de leur pertinence pour l’étude de la dépression

Les troubles dépressifs sont la principale cause d’invalidité dans le monde. Cependant l’efficacité des antidépresseurs est insuffisante chez un grand nombre de patients, ce qui nécessite une meilleure caractérisation des mécanismes neurobiologiques de la maladie ainsi que l’investigation de thérapies alternatives. Il est donc essentiel de développer des modèles précliniques liés à l’exposition à des événements stressants (« stresseurs ») générant des phénotypes comportementaux récapitulant au mieux certains aspects de la pathologie humaine. Nous proposons de comparer trois protocoles de stress chez la souris : le stress de défaite sociale (SDS), le stress variable chronique (SCV), et le stress chronique imprédictible (SCI). Ces trois protocoles diffèrent par la nature, la durée et l’intensité des stresseurs appliqués. La littérature suggère qu’ils ont également des conséquences qui peuvent être différentes sur l’expression des comportements anxiodépressifs selon les individus et le sexe. L’objectif est donc de comparer ces modèles au niveau des comportements anxiodépressifs qu’ils provoquent à différents points dans le temps. Si ces modèles s’avèrent pertinents pour l’étude de la dépression, nous explorerons leur profil de réponse à un antidépresseur couramment utilisé. Ces recherches permettront d’instaurer une diversité de modèles d’étude sur la dépression dans notre laboratoire, et ont le potentiel de mener au développement de thérapies innovantes et différenciées selon le sexe et l’individu. Nous attendons que ces modèles génèrent des résultats différents : par exemple, il est attendu que le SDS ait un impact plus important sur les phénotypes liés à l’interaction sociale étant donné la nature du stresseur par rapport au CVS ou au SCI. Ces différences sont une richesse, le but étant de modéliser différents symptômes présents chez les patients humains en utilisant plusieurs modèles précliniques. Concrètement, le développement et la validation de ces modèles nous servira dans la plupart de nos études postérieures : par exemple, dans nos études sur la neurostimulation ultrasonore et magnétique, qui sont des traitement alternatifs potentiels aux antidépresseurs. Tester ces nouveaux traitements dans ces modèles de stress nous permettra d’une part d’évaluer l’efficacité de ces traitements par rapport aux antidépresseurs, d’autre part de tester ces traitements dans différents types de stress.

Ce projet pourra permettre une meilleure utilisation utilisation des modèles précliniques de maladies neuropsychiatriques murins grâce à une caractérisation plus détaillée de trois modèles de stress différents couramment utilisés. Il pourra également identifier de potentielles différences dans les effets du stress ou du traitement antidépresseur selon le protocole, le sexe et les individus. De manière importante, il réduira l’utilisation d’animaux sur le long terme dans notre laboratoire en établissant des protocoles de stress reproductibles et en éliminant des protocoles peu reproductibles. Ces modeles seront par ailleurs essentiels à une meilleure compréhension des substrats neurobiologiques sous-tendant les atteintes aux différentes dimensions comportementales observées dans les pathologies psychiatriques liées au stress. En effet ces études nécessitent la mise en place d’outils d’imagerie de précision (exemple : imagerie calcique), combinés à des approches mécanistiques (modification d’expression de gènes, optogénétique, électrophysiologie, etc), pour la plupart nécessitant des chirurgies stéréotaxiques, et pour lesquelles il est essentiel de disposer d’un modèle comportemental fiable et reproductible.

Le modèle de SDS (stress de défaite sociale) est le plus sévère des trois modèles proposés. Celui-ci étant fondé sur des agressions physiques répétées, il induira de la douleur physique (de très courte durée, sauf en cas de blessure où elle sera prise en charge par les expérimentateurs) et psychique, ainsi qu’un état de stress aigu pendant la procédure qui deviendra durable après les répétitions (l’impact comportemental constaté dans la littérature est présent jusqu’à 3-4 semaines). Cela induit des comportements anxio-depressifs chez les souris exposées au modèle. Les deux autres modèles provoquent peu ou aucune de douleur physique et consistent en des enchaînements répétés de situations désagréables. L’objectif final de cette étude étant de comparer les modèles puis d’étudier les substrats neurobiologiques des changements comportementaux pertinents pour nos études ayant été validés par la littérature dans ces modèles, il est essentiel de les caractériser. Ces comportements anxio-dépressifs seront évalués par différents tests : l’apathie est mesurée par un test d’éclaboussement du pelage par une solution de sucrose sur 5 minutes, l’état du pelage évalue les mêmes symptômes (mesure hebdomadaire avec préhension des animaux), le test d’hyponéophagie évalue l’anxiété (privation de nourriture 12-24h puis mise en présence de nourriture pendant 5 minutes), l’open field, la boîte claire obscure et le labyrinthe en croix surélevé également (5 minutes dans l’arène), le test de préférence au sucrose évalue l’anhédonie (24h d’accès à une solution sucrée sur 5 jours), le test de nage forcée évalue les symptômes d’abandon (6 minutes). Les tests d’interaction sociales ont lieu sur des plages de 10 minutes qui peuvent être répétées sur 3 jours. De plus, si ces modèles de stress s’avèrent être pertinents, nous caractériserons également leur profil de réponse à un antidépresseur (fluoxétine dans l’eau de boisson 5 semaines) afin de pouvoir comparer avec les réponses aux traitements chez l’humain.

Le modèle de SDS est le plus sévère des trois modèles proposés. Celui-ci étant fondé sur des agressions physiques répétées, il induira de la douleur physique (de très courte durée, sauf en cas de blessure où elle sera prise en charge par les expérimentateurs) et psychique, ainsi qu’un état de stress aigu pendant la procédure qui deviendra durable après les répétitions (l’impact comportemental constaté dans la littérature est présent jusqu’à 3-4 semaines). Les deux autres modèles provoquent respectivement peu et aucune douleur physique. L’objectif final de cette étude étant de comparer les modèles puis d’étudier les substrats neurobiologiques des changements comportementaux induits par chaque modèle, et des comportements anxio-dépressifs pertinents pour nos études ayant été validés par la littérature dans ces modèles, il est essentiel de les caractériser. L’administration d’antidépresseurs chez les animaux modèles et contrôles se fera dans l’eau de boisson sur 5 semaines. Aucun effet indérisable de l’antidépresseur n’est attendu : en effet, il sera administré directement dans l’eau de boisson afin d’éviter le stress lié aux injections répétées, et sera utilisé à une dose standard qui ne provoquera pas de nuisances visibles chez l’animal. De fait, l’effet d’un tel traitement est souvent bénéfique : il a été observé dans de mutiples études chez la souris un rétablissement des comportements liés au stress (diminution voire disparition des comportements anxio-dépressifs obtenus suite aux modèles de stress) à la suite d’un traitement chronique.

Tous les animaux seront mis à mort à l’issu des expériences afin de récupérer les cerveaux pour des études histologiques. Ces études histologiques permettront de décrire les effets de chaque protocole de stress au niveau cérébral afin de mieux comprendre les mécanismes en jeu.

Les similarités entre la neurobiologie humaine et celle de la souris, ainsi que l’expérience du laboratoire dans l’évaluation comportementale des rongeurs, l’implémentation d’un modèle de dépression et de neurostimulation, ainsi que la possibilité d’utiliser des technologies permettant l’étude détaillé du cerveau. Les animauxseront adultes au début de l’étude car il s’agit de comprendre ces phénomènes comportementaux associés à un cerveau adulte.