Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 18/04/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-148613)
Chirurgie cérébrale d’une heure à une heure trente sous anesthésie générale, pose d’une microlentille et d’une fibre sur l’implant, dix séances d’observation au microscope sous anesthésie, puis dix séances supplémentaires sur animal éveillé. 900 souris vont être utilisées ainsi sur cinq ans, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L’objectif déclaré est de mettre au point des microscopes capables de contrôler des neurones par la lumière et de les imager en profondeur, dans les circuits visuels et moteurs. Toutes sont tuées à la fin pour prélever leur cerveau et vérifier les données anatomiques.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Ce projet vise à mettre au point des nouvelles technologies d’optique permettant simultanément de contrôler l’activité des neurones avec des protéines sensibles à la lumière et de les imager dans des régions du cerveau en profondeur en utilisant des sondes fluorescentes spécifiques pour détecter l’activité des neurones. Nous concevons et construisons de nouveaux microscopes combinant imagerie et activation des neurones du cerveau avec la lumière en combinaison avec des fibres optiques et des microlentilles. Ces outils constituent des techniques sans précédent pour l’étude du cerveau, permettant de contrôler l’activation de cellules choisies dans des circuits neuronaux, selon des schémas mimant des processus physiologiques. L’objectif est d’utiliser ces nouveaux outils pour l’étude des circuits visuels, sensoriels et moteurs localisés en surface et en profondeur dans le cerveau. . Le projet nous permettra d’obtenir la cartographie des connexion neuronales des régions profondes du cerveau et de pouvoir démontrer le lien entre circuits neuronaux spécifiques de la vision et du comportement moteur.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Cette étude nous permettra de développer de nouvelles techniques d’optiques pour la manipulation des neurones avec la lumière et l’imagerie en simultanée à travers de microlentilles. Les circuits neuronaux moteurs et visuels en profondeur pourront être étudiés avec ces nouvelles techniques, plus précises par rapport aux méthodes actuellement utilisées. Cette étude nous permettra aussi de comprendre la structure et l’intégration de circuits moteurs et sensoriels, afin de cibler au mieux les thérapies géniques en cas de pathologie (par exemple visuelle).
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Chirurgie au niveau cérébrale sous analgésie et anesthésie générale (durée de la chirurgie : 1h-1h30). Tous les animaux. Observation des animaux en microscopie sous anesthésie générale (durée : 1-2h). Les observations seront répétées 10 fois. Une partie des animaux. Pose d’un microlentille et fibre sur l’implant sous microscope et sous anesthésie générale (durée : 1-2h) en préparation des observations sur animal éveillé. Une fois. Une partie des animaux. Observation des animaux éveillés en microscopie (durée : 1-2h). Les observations seront répétées 10 fois. Une partie des animaux.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Nous nous attendons à ce que certaines chirurgies, comme les implants permanents, puissent causer de la douleur, du stress ou une perte de poids temporaire (1 à 3 jours après l’opération). Un risque de stress cardio-respiratoire est aussi présent lors de l’anesthésie. Des rares effets pourront se produire pendant les chirurgies : mauvaise réaction à l’anesthésie ou légèrs saignements. Des rares effets pourront se produire après les chirurgies : perte de l’implant en post-opératoire ou inflammation. La contention légère de l’animal pour les injections et pour les expériences peut entrainer un léger stress des animaux. Les injections peuvent causer de la douleur légère de courte durée au niveau du site d’injection.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin du projet pour prélever le cerveau et vérifier les données anatomiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Une partie des expériences avec les nouvelles protéines sensibles à la lumière et les indicateurs d’activité neuronale seront faites d’abord dans des modèles cellulaires in vitro, pour identifier les plus efficaces avec les systèmes optiques développés. Des simulations par ordinateur, préalables aux expériences, sont utilisées pour obtenir les paramètres optimaux d’illumination des tissus (température, modèles pour l’activation des protéines sensibles à la lumière…). À l’heure actuelle, ce modèle ne peut pas être entièrement remplacé par une approche alternative in vitro car les circuits neuronaux activés par la stimulation sensorielle et motrice ne sont pas observables in vitro. L’utilisation de l’animal est donc scientifiquement indispensable à notre étude.
2. Réduction
L’utilisation d’animaux avec implants permanents nous permettra de réduire le nombre d’animaux nécessaires à chaque expérience. Cela nous permettra de travailler sur un plus petit nombre d’échantillons sur lesquels nous répéterons les stimulations avec la lumière tout en respectant leur bien-être. Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet est le minimum requis pour obtenir des résultats statistiquement interprétables et atteindre l’objectif scientifique de ce projet. Ce nombre sera gardé le plus petit possible et a été estimé grâce aux outils disponibles de calcul de puissance statistique. Pour chacune des mesures à réaliser, nous utiliserons des tests statistiques pour l’interprétation des résultats. Au total, et sur 5 ans, nous utiliserons 900 animaux.
3. Raffinement
Les animaux seront hébergés par groupes de 5 congénères dans des cages ventilées. Ils seront examinés quotidiennement par les expérimentateurs et/ou le personnel qualifié de l’animalerie et seront hébergés dans les conditions conformes à la règlementation (cages de stabulation avec enrichissement, nourriture et boisson à volonté). Les animaux en provenance de l’extérieur observeront une période d’acclimatation de 5 jours minimum avant expérimentation. Une signalétique particulière sera utilisée pour les animaux en expérimentation. Elle permettra une surveillance adaptée des animaux en fonction des points limites définis pour chaque procédure afin de s’assurer de leur bien-être. Des critères d’arrêt ou points limites ont été déterminés pour chaque type d’expérimentation. Les procédures sont affinées à chaque instant pour garantir le bien-être des animaux (par exemple la mise à disposition dans la cage de gel pour l’alimentation en cas de perte de poids en post-opératoire). L’utilisation d’une grille d’évaluation permettra de définir les points limites précoces et prédictifs à chaque acte expérimental, afin d’éviter toute souffrance de l’animal et permettre l’euthanasie lorsque celle-ci ne peut être prise en charge. Les animaux observés éveillés seront soumis à un entrainement avant les observations au microscope, pour les habituer à leur environnement et réduire le stress.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Notre modèle animal est la souris adulte car ce modèle, très utilisé par les laboratoires de recherche, permet d’étudier le fonctionnement de circuits neuronaux complexes dans des conditions physiologiques proches de l’Homme. La taille du cerveau de souris est aussi idéale pour les études sous microscope avec haute précision. Le modèle souris permet aussi de disposer d’animaux ayant des particularités génétiques pertinentes pour notre étude. Nous utiliserons des souris âgées entre 28 jours et 1 an avec circuits neuronaux matures.