Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 01/08/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-111297)
Gavées à quatre reprises pendant leur gestation, parfois opérées sous anesthésie pour qu’une molécule soit injectée directement à leurs embryons, les femelles sont ensuite tuées et leurs embryons refroidis jusqu’à l’hypothermie avant d’être tués à leur tour. 1 294 souris vont être utilisées, 1 078 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 216 sous anesthésie sans réveil. Le porteur indique que le gavage peut provoquer des lésions de l’œsophage et que la chirurgie sur femelle gestante peut entraîner des saignements et des mises bas prématurées. Toutes sont tuées, au terme de la période de maintien ou plus tôt si un point limite est atteint, pour que leurs cerveaux soient prélevés.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’objectif de notre projet est de mieux comprendre la mise en place d’un organe complexe tel que le cerveau des mammifères. En effet, il a été montré que des défauts de son développement contribuent à l’étiologie de plusieurs maladies neurologiques et psychiatriques (troubles du spectres autistique, schizophrénie ou troubles bipolaires). Il apparaît donc essentiel de progresser dans la connaissance des mécanismes qui contrôlent le développement du cerveau. Notre projet vise à déterminer le rôle de l’activité neuronale précoce embryonnaire dans la mise en place des circuits cérébraux et en particulier sur une structure cruciale impliquée dans le contrôle des mouvements volontaires. Ainsi, nous caractériserons l’impact d’une absence permanente ou transitoire de l’activité neuronale embryonnaire sur la mise en place des cricuits cérébraux et analyserons les mécanismes moléculaires impliqués.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les maladies neuropsychiatriques trouvent souvent leur origine dans des perturbations complexes du développement cérébral, notamment au cours de périodes critiques allant de la vie prénatale à l’adolescence. Il est connu que l’activité neuronale après la naissance, joue un rôle clé dans le developpement et la fonction du cerveau, mais sa contribution pendant la vie embryonnaire reste encore à élucider. Nos études en cours au laboratoire révèlent que l’activité neuronale avant la naissance joue un rôle majeur dans le développement de structure cérébrale impliqué dans le contrôle des fonctions motrices, de l’apprentissage et de la formation des habitudes. En combinant des approches génétiques et pharmacologiques, ce projet vise à approfondir notre compréhension du rôle de l’activité précoce neuronale dans des processus développementaux clés de la formation du cerveau. Cela nous permettra d’avancer dans la compréhension générale des troubles neuropsychiatriques, ouvrant la voie à la stratification des patients et à des approches thérapeutiques adaptées.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Au cours de ce projet, les animaux seront soumis à différents gestes techniques selon les questions scientifiques : i)Les femelles gestantes vigiles recevront à différents stades de gestation des administrations orales (4 fois, quelques minutes) ou par injection (1 fois, quelques secondes) de molécules permettant d’induire les modèles expérimentaux. Certaines femelles ne recevront aucune molécule. ii) Certaines femelles gestantes analgésiées et anesthésiées subiront une unique chirurgie afin d’administrer une molécule aux embryons in utéro (1 fois, 20 minutes, sous anesthésie et analgésie). iii) Par la suite, les femelles seront euthanasiées par une méthode réglementaire et les embryons seront anesthésiés par hypothermie avant de procéder à une euthanasie (durée quelques minutes). iv) les souriceaux seront analgésiés et anesthésiés avant de procéder à une euthanasie à différents stades (durée quelques minutes).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les injections effectuées pourront induire un stress pendant la contention ainsi qu’une douleur légère de courte durée consécutive à l’introduction de l’aiguille ainsi que la possibilité de saignement. L’anesthésie peut quant à elle provoquer des effets secondaires comme : un stress thermique, une hypotension ou une détresse respiratoire. La molécule administrée par gavage aux femelles gestantes peut avoir un impact sur le déroulement de la gestation des femelles, provoquer des mises bas prématurées ou des difficultés de mise bas et avoir aussi un impact sur les embryons et les nouveaux-nés. De plus, la méthode d’administration par gavage peut induire un stress pendant la contention, des lésions de l’œsophage ou de l’inflammation. La chirurgie requise sur femelle gestante analgésiée et anesthésiée pour l’injection in utero de molécules peut avoir un impact sur i) le déroulement de la gestation des femelles en provoquant des saignements vaginaux ou au site d’incision abdominale ; ii) sur le développement des embryons conduisants à des mises bas prématurées et des difficultés de mise bas.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
L’ensemble des animaux impliqués dans ce projet (1294) seront euthanasiés à la fin de la période de maintien prévue ou plus tôt en cas d’atteinte de points limites. Pour l’ensemble du projet, les cerveaux des souris seront prélevés afin de réaliser des analyses histologiques, immunohistochimiques ou d’imagerie.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’étude du rôle de l’activité neuronale embryonnaire dans la mise en place des circuits cérébraux pendant le développement nécessite impérativement l’utilisation d’un organisme complet. Ce processus dépend en effet d’une multitude de signaux corporels qui influencent directement le comportement des cellules neuronales et leurs interactions avec le tissu. Des signaux hormonaux ou immunitaires émanent du système endocrinien, de la circulation sanguine, de l’environnement maternel ou des neurones en développement. Ces processus, hautement coordonnés et dépendants de variations systémiques, ne peuvent être reproduits ni par des systèmes in vitro, qui présentent des limitations spatiales et temporelles, ni par des organoïdes, qui manquent de la diversité cellulaire et des interactions systémiques nécessaires. Les simulations in silico, quant à elles, se limitent aux molécules bien caractérisées et ne permettent pas d’étudier les mécanismes encore largement inconnus qui régissent les phases précoces de développement des circuits neuronaux. De plus, nos travaux s’inscrivent dans la continuité de nos recherches antérieures sur les processus développementaux intégrés au développement de circuits neuronaux complexes. L’utilisation d’un modèle mammifère in vivo est indispensable pour observer ces mécanismes dans leur environnement physiologique.
2. Réduction
Un total de 1294 souris sera nécessaire à la réalisation de ce projet. Notre projet est conçu pour minimiser le nombre de souris utilisées tout en garantissant des résultats scientifiquement robustes. La taille de chaque stade d’analyse a été optimisée pour pouvoir utiliser le test statistique approprié et obtenir des résultats statistiquement fiables. En effet, à cause des variabilités inter-animals et intergroupes, un nombre trop restreint d’animaux engendrerait des résultats trop variables et non valides. Ainsi, grâce à notre expérience préalable dans des projets similaires, nous avons déterminé que 8 animaux (4 de chaque sexe) constituent la taille optimale par groupe expérimental. Cela équilibre le besoin de robustesse statistique et la réduction du nombre d’animaux. Les procédures exprérimentales ont été établies pour éviter l’utilisation inutile de souris. De plus, après le sevrage des souriceaux, les mères non traitées pourront être réutilisées dans de nouveaux accouplements. Enfin, dans nos différentes conditions expérimentales, si un résultat n’est pas concluant lors de la première analyse (immunohistochimie), alors les autres expériences prévues ne seront pas réalisées. Cette stratégie contribue significativement à la réduction du nombre d’animaux utilisés.
3. Raffinement
Les mesures de raffinement qui seront mises en œuvre sont liés aux aspects des procédures et concernent l’établissement de points limites, l’hébergement et l’enrichissememnt de l’environnement des souris. Nous réduirons au maximum l’inconfort ces souris car les procédures que nous mettons en œuvre sont établies afin de limiter la douleur, l’angoisse ou le stress. Nous appliquerons des soins et ou actes nécessaires. Durant les procédures, nous utiliserons les analgésiques et anesthésiques appropriés pour limiter au maximum l’inconfort des animaux et des séances d’habituation à la manipulation des animaux pourront être anticipées afin de limiter le stress de contention lors des injections ou des gavages. Nous examinerons le comportement et l’apparence des souris ayant subi une procédure ou dont la mère aura subi un traitement pour détecter tout inconfort et un analgesique pourra être injecté. La présence de points limites définis et adaptés pour chacune des procédures nous permettra de détecter toute souffrance chez la souris. En cas d’atteinte de points limites et de souffrance grave ne pouvant être traitée, l’animal sera immédiatement retiré du projet et euthanasié sur décision de l’expérimentateur ou du personnel de l’animalerie, si l’expérimentateur n’est pas joignable. Les animaux sont hébergés dans des conditions respectant la réglementation en vigeur : hébergement en surpression, portoirs avec des cages ventilées individuellement, stabulation en nombre limité par cage, eau et nourriture à volonté, change litière et biberons hebdomadaires, vérification quotidienne, température et hygrométrie contrôlées, intensité et durée d’éclairage définies, enrichissement du milieu : papier kraft, coton et maison en carton. L’ensemble des procédures seront toujours réalisées par des personnes formées et compétentes.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les souris sont des animaux de laboratoire largement utilisées pour étudier le fonctionnement du corps et les effets de ses dysfonctionnements à différents niveaux, que ce soit au niveau du comportement, du fonctionnement physiologique ou des organes. Elles sont également essentielles pour créer des modèles qui nous aident à mieux comprendre certaines maladies humaines. Leur grande similarité génétique avec l’homme, combinée à la possibilité d’utiliser un grand nombre de souris modifiées génétiquement, en fait un excellent choix pour répondre à nos questions de recherche. En outre, leur cycle de reproduction rapide et leur petite taille facilitent leur gestion tout en permettant d’étudier une espèce ayant un développement proche de celui des humains. La courte période de gestation des souris, ainsi que le nombre élevé d’embryons, nous permettent de générer suffisamment d’animaux pour mener plusieurs expériences à partir de quelques parents seulement. Dans le cadre de nos recherches en cours et pour tirer parti des outils génétiques disponibles dans notre laboratoire, nous continuerons à utiliser ce modèle de souris. Dans le cadre de notre projet, les animaux seront utilisés à différents stades de développement, adaptés aux objectifs expérimentaux spécifiques allant de l’embryon jusqu’a quelques jours après la naissance. Ainsi, les cerveaux seront analysés à 2 stades embryonnaires, en fin de gestation, stades critiques pour l‘élaboration du cerveau. Les cerveaux des souriceaux seront étudiés à 2 stades après la naissance, des périodes critiques pour la maturation du cerveau. Ce choix stratégique garantit une compréhension globale des processus allant de la formation fœtale à la maturation et au maintien des circuits dans des contextes normaux et pathologiques.