Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 09/01/2026
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-243225)
Une partie des rats utilisés est porteuse d’une narcolepsie de lignée, avec un éveil et un sommeil fragmentés. 240 rats Long Evans sont utilisés dans des procédures d’un niveau de souffrance léger pour 180 d’entre eux et modéré pour 60. Tous subissent une biopsie du bout de la queue à quinze jours pour le génotypage, et les 60 retenus une chirurgie de trois heures sous anesthésie générale pour implanter des électrodes intracérébrales, avant des tests de labyrinthe surélevé, de reconnaissance d’objet, de piscine de Morris et de labyrinthe en double H. Les rats au mauvais génotype ou du mauvais sexe sont tués, 90 d’entre eux repartant vers l’élevage ou vers d’autres projets, et les 60 porteurs d’un implant cérébral ne peuvent être ni réutilisés ni adoptés.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Parmi les multiples fonctions du sommeil, son rôle dans l’établissement des souvenirs semble particulièrement important. C’est en particulier l’architecture du sommeil, c’est-à-dire l’alternance de ses différents stades (sommeil lent-sommeil paradoxal) dans une nuit de sommeil qui joue un rôle primordial dans la consolidation des souvenirs. Si les modèles rongeurs ont été largement utilisés pour démontrer ce lien, la plupart des travaux ont été menées dans des conditions standardisées d’élevage, loin de leur condition naturelle de vie. L’idée originale de ce projet est de replacer cette question dans une perspective plus naturaliste en plaçant l’animal dans un milieu de vie seminaturalistique lui permettant d’exprimer le répertoire comportemental propre à son espèce, en particulier les interactions sociales et le choix de son territoire. Cet environnement est constitué de nombreux modules reliés par des tunnels sur une surface de plusieurs mètres carrés. La force de ce projet est de bénéficier d’un modèle de rats narcoleptiques caractérisés par une forte fragmentation de l’éveil et du sommeil modifiant l’architecture du sommeil. Chez le sujet humain souffrant de narcolepsie, on observe des passages directs de l’éveil au sommeil paradoxal sans passer par le stade de sommeil lent. Certains patients narcoleptiques montrent des déficits de mémoire confortant l’hypothèse d’un lien entre l’organisation du sommeil et de bonnes performances de consolidation mnésique. Nous proposons une approche longitudinale (avec un suivi des mêmes animaux pendant plusieurs mois) permettant de suivre l’évolution de la qualité de leur sommeil en fonction de leurs comportements individuels dans l’environnement de vie (activité physique, interactions sociales). Tout au long de cette étude, des tests comportementaux permettront d’évaluer les capacités de mémoire de ces animaux afin de les mettre en lien avec la qualité de leur sommeil. En comparant les animaux contrôles et les animaux narcoleptiques nous espérons en premier lieu pouvoir préciser les liens qui existent entre l’organisation du sommeil et les performances cognitives des animaux dans un cadre plus écologique. Nous faisons l’hypothèse que les facteurs liés à l’environnement de vie (activité physique, interactions sociales) permettront d’identifier les éléments les plus à même de garantir une évolution positive du fonctionnement cognitif et une limitation des crises de narcolepsie.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le premier bénéfice attendu concerne l’apport aux connaissance fondamentales sur les interactions sommeil/mémoire. En effet, si actuellement le lien entre la structure du sommeil (c’est-à-dire l’alternance de ses différents stades au cours d’une nuit) et la qualité de la consolidation en mémoire des souvenirs fait l’objet de nombreuses hypothèses, il n’est pas encore démontré. Notre projet a deux objectifs. D’une part évaluer le rôle de l’environnement de vie, et en particulier des interactions sociales, sur la qualité du sommeil et son impact sur la mémoire. D’autre part, ce projet permettra de mieux comprendre comment la fragmentation du sommeil, caractéristique de la narcolepsie, affecte la mémoire et les fonctions cognitives en fournissant des données causale (c’est-à-dire un lien direct entre structure du sommeil et consolidation des souvenirs). L’étude de rats narcoleptiques et sauvages dans un environnement plus écologique favorisera l’identification de marqueurs comportementaux plus représentatifs des situations quotidiennes. Ainsi, on peut espérer améliorer la pertinence translationnelle de ces résultats pour la compréhension des troubles humains du sommeil et de la mémoire. Chez les rats narcoleptiques, nous pourrons détecter d’éventuels mécanismes compensatoires permettant de mieux cibler les stratégies diagnostiques et thérapeutiques, ainsi que des recommandations d’adaptation pour améliorer la qualité de vie des patients narcoleptiques.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Tous les animaux feront d’abord l’objet d’une biopsie du bout de la queue à l’âge de 15 jours post naissance afin d’établir leur génotype. Les rats sélectionnés ayant le bon génotype subiront à l’âge adulte une chirurgie pour implanter les électrodes intra-cérébrales permettant de caractériser et de quantifier les différentes phases de leur sommeil. Cette intervention d’une durée de 3h00 aura lieu sous anesthésie générale. Au cours de la procédure, les animaux seront soumis à plusieurs tests comportementaux ou mnésiques impliquant chacun des circuits cérébraux différents. Les tests d’anxiété ont pour but de comparer le niveau d’anxiété de différents groupes d’animaux et d’en suivre l’évolution dans le temps. Le test du labyrinthe elevé consiste à placer le rat dans un labyrinthe circulaire dont la plateforme est surélevée et dont la moitié est pourvue de murs. Plus l’animal passe du temps dans la partie protégée par les murs et plus il est considéré comme anxieux. La durée du test est de 5 minutes. Les tests de mémoire de reconnaissance d’objet sont basés sur la tendance naturelle des rats à explorer plus longtemps un nouvel objet qu’un objet déjà connu. Cette diminution de l’exploration lors d’une seconde présentation de l’objet est interprétée comme une reconnaissance (et donc une mémorisation) de cet objet. Les phases d’encodage des objets et la phase de test (avec un nouvel objet) ont une durée respective de 10 et 5 minutes. Les tests de navigation spatiale : Dans le test dit de la piscine de Morris, le rat doit apprendre à retrouver une plateforme immergée en utilisant les indices spatiaux présents dans la pièce expérimentale. Le deuxième test est celui du labyrinthe en double H dans lequel les animaux doivent apprendre à retrouver une récompense placée à l’extrémité d’un des 6 bras constituant le labyrinthe. Ces tests se déroulent sur 5 jours consécutifs avec chaque jours 4 essais d’une minute. Tous ces tests seront réalisés sans aucune restriction ni alimentaire, ni hydrique. Ils ne sont basés que sur un comportement naturel de l’animal ou sur des renforcements positifs (eau sucrée, friandise)
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La biopsie peut induire un stress lié à la manipulation de l’animal, et une douleur brève du fait qu’un petit bout de queue est coupé. Toutefois, la souffrance est légère et de très courte durée. Lors de la chirurgie, les nuisances attendues sont le stress modéré lié à la manipulation de l’animal avant la chirurgie et un état vaseux en sortie de chirurgie due à la récupération de l’anesthésie générale. Il peut y avoir une douleur postopératoire due à la plaie mais traitée par des anti-douleurs. Les infections de la plaie suite à la chirurgie sont extrêmement rares. Bien qu’elles ne soient pas attendues, elles ne sont pas exclues. Concernant les test comportementaux, l’animal sera sorti de l’enceinte d’hébergement et déplacé jusqu’à la pièce contenant le dispositif expérimental. Ceci peut engendré un stress qui sera limité par une manipulation régulière des animaux et par une phase d’habituation au transport et à l’enceinte expérimentale pendant les trois jours précédents le test.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Après l’étape de génotypage, les animaux ne possédant ni le bon génotype, ni le bon sexe seront euthanasiés, sauf 90 d’entre eux qui seront replacés dans l’élevage pour le maintien de la colonie ou proposés pour être utilisés dans d’autres projets. Les 60 animaux utilisés pour l’étude du lien sommeil/mémoire seront mis à mort à la fin de la procédure. Ces animaux ayant un implant cérébral, ils ne peuvent ni être réutilisés ni être adoptés.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Il n’existe pas de méthode alternative à l’expérimentation animale pour ce projet. L’impact du sommeil, en particulier celui de l’alternance de ses phases (sommeil lent/sommeil paradoxal) sur la consolidation des souvenirs, est un processus complexe mettant en jeu un grand réseau de structures cérébrales mais également plusieurs organes (cerveau, muscles). Ainsi, cette étude de l’interaction sommeil/mémoire combine des enregistrements cérébraux et des tâches comportementales complexes qu’il n’est pas possible de mimer sur des modèles in vitro.
2. Réduction
En premier lieu, nous avons fait le choix d’une approche longitudinale afin de suivre l’évolution des paramètres mesurés dans chaque groupe de rat. Outre l’intérêt scientifique d’une telle approche, elle permet d’augmenter la puissance statistique en limitant le nombre d’animaux par groupes car ceux-ci seront leur propre témoin et que nous utiliserons les tests statistiques adaptés à ce type d’approche. Le nombre de rats pour chaque groupe a été ramené au minimum sur la bases d’études antérieures. Les enregistrements de sommeil des rats ainsi que les données comportementales seront organisés et archivés sur notre serveur central. Nous générerons ainsi une base de données qui permettra à terme de réduire le nombre d’animaux puisqu’elle sera utilisée comme référence et contrôle pour les projets suivants sur ce même type d’animaux et de problématique.
3. Raffinement
Dès le sevrage, les animaux seront hébergés dans une enceinte semi-naturalistique. Cette dernière, constituée de cages reliées par des tunnels, a une dimension totale de 2,7×2,1 m avec une surface utile au sol de plus de 2,5 m² pour les rats. Dans cette enceinte, les animaux disposent de 2 cages surélevées et de 2 nids à l’abri de la lumière. Ainsi, les rats peuvent exprimer la majeure partie de leur répertoire comportemental en particulier les interactions sociales, le choix du territoire ou encore la recherche active de nourriture. Une étude préliminaire menée sur des rats hébergés dans cette enceinte a montré une forte réduction de l’anxiété de ces animaux par rapport à ceux hébergés en cages standard. De plus, nous n’avons noté aucune agressivité interindividuelle même après plusieurs mois, tant chez les femelles que chez les mâles. Cela vient du fait que les rats peuvent s’approprier ce territoire et choisir de s’isoler si besoin et d’éviter tout conflit. Des enrichissements systématiques seront également mis en place. Les animaux seront suivis quotidiennement soit par une visite dans la salle d’hébergement, soit à l’aide des caméras couvrant l’ensemble du dispositif. De plus, les animaux seront manipulés régulièrement afin de limiter le stress lors du branchement du dispositif d’enregistrement. Lors des jours suivant la phase post-opératoire, les animaux seront suivis régulièrement au cours de la journée et l’optimisation de la récupération est assurée grâce à l’utilisation d’une grille de score post-opératoire. Cette grille permet de suivre l’évolution des paramètres physiologiques afin de détecter toute dégradation de l’état de santé général et de mettre en place les solutions médicamenteuses appropriées. Celle-ci permettent également de fixer le point limite des expérimentations avec mise à mort des animaux pour prévenir l’apparition d’une quelconque souffrance. L’utilisation d’un dispositif d’enregistrement du sommeil sans fil permettra, contrairement aux dispositifs filaires habituellement utilisés pour ce genre d’étude, de ne plus isoler les animaux durant les phases d’enregistrement de sommeil. L’interaction sociale sera donc maintenue chez les animaux durant toute la procédure. Enfin, les tests mnésiques utilisés dans la procédure ne nécessitent ni restriction hydrique, ni restriction alimentaire. Ils sont basés soit sur un comportement naturel du rat soit sur des renforcements positifs.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les rongeurs sont l’une des espèces de mammifères qui a été largement utilisée pour étudier le sommeil d’une part et les processus mnésiques d’autre part. Ils sont donc parfaitement adaptés à une étude de la relation entre l’organisation du sommeil et la mémoire. Le rat est un modèle approprié car il possède une taille cérébrale permettant d’étudier l’activité de nombreuses aires cérébrales retrouvées chez l’Homme. Pour notre projet, le rat, contrairement à la souris, a une taille et un poids suffisant pour lui permettre de supporter les systèmes d’enregistrements autonomes qui ne sont actuellement pas encore assez miniaturisés pour être utilisés chez la souris Les rats de souche Long Evans sont particulièrement adaptés à notre étude car : – ils peuvent réaliser des tâches comportementales sophistiquées d’autant plus qu’il possède une très bonne vision – ils ont servi de bases pour le développement de la lignée narcoleptique Les animaux seront placés dès le sevrage dans l’enceinte d’hébergement semi-naturalistique. A l’âge de 12 semaines, ayant atteint leur maturité cérébrale, les rats seront inclus dans les différentes tâches cognitives et leur sommeil sera enregistré. A cet âge, ils possèdent un cycle circadien et ultradien veille-sommeil stabilisé et consolidé.