Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 17/10/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-146196)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La maladie d’Alzheimer (MA), première cause de démence dans le monde, se caractérise par un déclin cognitif progressif classiquement associé à des marqueurs histo-pathologiques spécifiques comme les dépots amyloides. Pourtant, certains individus présentant une importante accumulation de ces marqueurs neuropathologiques conservent des fonctions cognitives intactes, remettant en question le rôle déterminant de ces marqueurs dans l’expression clinique de la pathologie. Ces observations ont conduit au concept de « réserve cognitive » : la capacité du cerveau à compenser les atteintes liées à la maladie en mobilisant d’autres circuits neuronaux. Alors que de nombreuses approches thérapeutiques visant la réduction les dépôts amyloïdes pour soigner la MA ont échoué, renforcer cette réserve cognitive apparaît comme une stratégie thérapeutique prometteuse. À ce titre, l’enrichissement environnemental (consistant en des conditions d’hébergement plus stimulantes cognitivement avec un hébergement en groupe, des labyrinthes et autre…) et une méthode de stimulation sensorielle non invasive, principalement visuelle à une fréquence de 40Hz, appelée GENUS (Gamma Entrainment Using Sensory stimulation), ont récemment montré un fort potentiel pour le renforcement de cette réserve. Nous pensons que les troubles liés à la MA proviennent avant tout d’un dysfonctionnement des dynamiques cérébrales, plutôt que de la seule accumulation de protéines anormales. En étudiant un nouveau modèle de souris atteintes de la maladie, nous avons observé que les premiers troubles de la mémoire sont liés à une baisse de la fluidité de l’activité cérébrale. Fait marquant, de brèves stimulations visuelles rythmiques (vGENUS) ont permis de rétablir cette fluidité, ainsi que les capacités cognitives. Notre projet a deux objectifs : (1) suivre l’évolution de l’activité cérébrale dans ce modèle animal pour identifier des signes précoces de troubles cognitifs, et (2) tester l’effet de l’enrichissement environnemental et du GENUS sur cette activité et sur les performances mentales. Nous pensons que ces interventions pourraient restaurer une activité cérébrale plus efficace, et ainsi renforcer la résistance du cerveau face à la maladie. Ces résultats pourraient ouvrir la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant directement le fonctionnement des réseaux neuronaux.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet permettra de caractériser la dynamique cérébrale au cours de l’évolution de la maladie d’Alzheimer et des déficits cognitifs associés, afin d’identifier des biomarqueurs précoces, donc des marqueurs de dynamique cérébrale pathologique pouvant être détecté à des stades très précoces de la maladie. Dans un second temps, ce projet visera à comparer les effets bénéfiques de l’Enrichissement environnemental avec un protocole de stimulation sensorielle non-invasive (vGENUS). Dans son ensemble, ce projet apportera donc une meilleure compréhension et une meilleure caractérisation des stades précoces et de l’évolution de la maladie d’Alzheimer, dans l’optique de pouvoir développer des outils diagnostique précoces de la pathologie. De plus, mieux comprendre l’impact de différents protocoles thérapeutiques ayant déjà montré leurs effets bénéfiques optimisera leur mise en place, dans l’optique d’une démocratisation de ces stratégies thérapeutiques non-invasive pour la prise en charge de patient atteint de la maladie d’Alzheimer.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Pour les 3 procédures les animaux seront soumis à une chirurgie sous anesthésie générale (environ 2h) à 3 mois pour la mise en place d’électrodes. Ils seront isolés le temps du réveil de la chirurgie (maximum 12h), entre les phases d’acquisition et de rétention des taches de reconnaissance d’objet (24h de délai, pendant lesquels le sommeil des souris est enregistré) et la tâche d’association place-objet (5 min de délais), et également pendant des enregistrements de sommeil de 24 ± 1h répétés 3 fois entre les sessions de comportement. Les sessions de comportement durent 6 jours pour la première puis 4 jours pour les suivantes où les essais des tâches durent 10 minutes et les animaux feront un maximum de 2 essais par jours ce pendant la tâche d’association place-objet. Pour la procédure 2, les animaux seront exposés à un protocole de stimulation lumineuse, ils seront placés 1h par jour pendant 15 jours isolé dans une cage sans litière, nourriture et boisson avec un seul côté de la cage transparent, faisant face au dispositif de stimulation. Les tâches comportementales seront réalisées avant et après ces protocoles. Pour la procédure 3, les animaux seront placés dans des cages d’enrichissement comportemental (Dans les cages ‘Marlaux’) pendant 2 mois avant de réaliser les tâches comportementales. A la fin de chaque procédure, les animaux seront mis à mort après une anesthesie générale.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La chirurgie stéréotaxique peut potentiellement induire de la douleur et une altération de l’état de santé général des animaux pendant 48h au maximum. Également, la plaie pourrait présenter des problèmes de cicatrisation, notamment des infections. Enfin, les périodes d’isolement de maximum 25h entre deux expériences où lors des enregistrements de sommeil peuvent induire du stress chez les animaux.L’injection d’anesthésique avant la mise à mort peut induire une douleur aigüe de courte durée.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux (200) seront mis à mort à l’issue de chaque procédure pour prélèvements et analyses post-mortem
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Ce projet vise à étudier la dynamique cérébrale globale dans les stades de la MA précoces, ainsi, cette étude nécessite l’usage d’un modèle qui permet d’étudier les stades précoces présymptomatiques de la maladie, ce qui n’est pas possible chez l’humain. De plus les mesures de dynamique globale nécessitent le système cérébral dans son ensemble, couplé aux performances mnésiques pour évaluer la progression de la MA, cette étude ne peut donc pas être réalisée in-vitro et doit être réalisée chez l’animal.
2. Réduction
Le nombre d’animaux dans chaque groupe représente le minimum nécessaire, déterminé grâce à une analyse statistique rigoureuse. Cette analyse prend en compte plusieurs facteurs importants incluant la variation naturelle du comportement chez la souris ou la mortalité naturelle due au vieillissement. Le nombre d’animaux choisi nous permet donc d’obtenir des résultats scientifiquement valables malgré ces contraintes.
3. Raffinement
La chirurgie sera opérée sous anesthésie gazeuse supplémentée par une couverture analgésique locale au niveau de la zone d’incision chirurgicale. Une pommade d’anesthésique local limitera les douleurs aux oreilles dues aux barres d’oreilles, l’ajout de pommade à base de vitamine A limitera le dessèchement oculaire. Pendant la chirurgie un anti-inflammatoire non stéroïdien assurera l’analgésie et il sera ajouté au biberon pendant 1 à 3 jours pour assurer l’analgésie post-opératoire. Enfin, la température corporelle sera maintenue grâce à un tapis chauffant thermostaté. La lutte contre l’hypothermie se poursuit jusqu’au réveil complet de l’animal en plaçant sa cage sous une lampe chauffante. L’état de santé des animaux sera surveillé tout au long de l’expérience par du personnel formé, plus particulièrement avec une observation détaillée la semaine suivant la chirurgie. Des points limites ont été déterminés afin de soustraire les animaux à toute souffrance inutile. En amont des expériences, les animaux seront familiarisés à la manipulation par l’expérimentateur afin de diminuer le stress. Ils seront également habitués à l’utilisation d’une boite pour le transport de l’animal depuis sa cage d’hébergement au dispositif expérimental et vice versa.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
L’espèce choisie pour cette étude est la souris, dont le système nerveux central présente une organisation anatomique et fonctionnelle proche de celui de l’humain, en particulier en ce qui concerne les bases neurobiologiques de la mémoire. L’étude de la mémoire spatiale chez le rongeur constitue un modèle pertinent de la mémoire épisodique humaine. Par ailleurs, la majorité des modèles animaux de la maladie d’Alzheimer (MA) actuellement disponibles ont été développés chez la souris. Le modèle que nous utilisons présente une avancée significative par rapport aux précédents : il ne repose pas sur la surexpression artificielle des protéines clés de la MA, ce qui limite les effets secondaires associés à cette approche. Ce modèle reproduit une apparition progressive des troubles mnésiques, comparable à celle observée au stade préclinique de la MA chez l’humain. De plus, nous disposons d’une expertise de longue date dans l’étude des bases neurobiologiques de la mémoire chez la souris, ainsi que dans l’analyse de modèles murins de la MA. Toutes les souris utilisées seront issues d’un fond génétique homogène. L’étude suivra les souris de l’âge adulte (3-4 mois) jusqu’à un âge avancé (18 mois). Cette période nous permet d’observer l’évolution complète des capacités cognitives au cours du vieillissement normal et pathologique et d’observer l’effet de l’enrichissement environnemental ou du vGENUS sur ces performances.