Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 31/01/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-329684)
Choisies pour leur comportement territorial pleinement développé, des souris CD1 de neuf à quatorze semaines sont mises face à d’autres souris mâles, cinq minutes durant, pour leur infliger une défaite sociale. 1 275 souris vont être utilisées au total, dont 806 dans des procédures d’un niveau de souffrance sévère. Chaque animal subit deux chirurgies crâniennes sous anesthésie, l’une de deux heures et l’autre de quatre à six heures, l’implantation d’électrodes et de fibres optiques, cinq prélèvements de sang à la queue, puis des enregistrements de dix heures pendant son sommeil. Toutes sont tuées, pour prélever leur cerveau ou vérifier les sites d’injection.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Ce projet vise à comprendre l’impact du stress sur le sommeil, en particulier le sommeil paradoxal, souvent perturbé dans les troubles psychiatriques comme le stress, l’anxiété et les troubles du stress post-traumatique. Nous utilisons un modèle de “défaite sociale” chez la souris, qui reproduit des symptômes similaires à ceux observés chez les humains souffrant d’anxiété. L’objectif est de déterminer comment ce stress affecte le sommeil en étudiant l’activité de cinq types de cellules cérébrales réparties dans des régions spécifiques du cerveau connues pour réguler le sommeil et le stress. Des techniques avancées seront utilisées pour observer et manipuler l’activité de ces cellules avant, pendant et après une situation de stress, afin de mieux comprendre leurs rôles dans les troubles du sommeil liés au stress.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet contribuera à clarifier comment le stress perturbe le sommeil, en identifiant les cellules cérébrales impliquées. Ces connaissances sont cruciales pour développer de nouveaux traitements pour les troubles du sommeil et les maladies psychiatriques associées, telles que la dépression et le syndrome de stress post-traumatique. En comprenant mieux les mécanismes du sommeil, nous espérons améliorer la qualité de vie des personnes touchées par ces troubles.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis à quatre types d’interventions principales : prélèvements sanguins, chirurgies, et une procédure de stress psychosocial couplée à des enregistrements comportementaux et physiologiques. 1/ Prélèvements sanguins : Ces prélèvements rapides (moins de 5 minutes) se feront au niveau de la queue, trois fois au maximum sur une seule journée avant le stress, puis à deux moments précis après celui-ci (1 heure et 8 heures). Cette approche permet de suivre les réponses physiologiques au stress tout en minimisant les manipulations. 2/ Chirurgies : Deux interventions sous anesthésie générale sont prévues pour la majorité des animaux. La première est une intervention préparatoire d’environ 2 heures. La seconde, plus complexe, réalisée au moins 7 jours plus tard, dure entre 4 et 6 heures. 3/ Stress psychosocial : certains groupes d’animaux participeront à une session unique d’interaction sociale contrôlée pour induire un stress modéré. 4/ Enregistrements comportementaux et physiologiques : Après une phase d’habituation post-chirurgicale, des enregistrements de 10 heures seront réalisés, principalement durant le sommeil des souris. Ces enregistrements seront répétés après l’exposition au stress, sur une durée totale ne dépassant pas 10 semaines après la chirurgie. Enfin, tous les animaux seront euthanasiés.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les principales nuisances attendues concernent l’implantation d’électrodes, de fibres optiques, et l’usage d’implants. Ces procédures, couramment pratiquées, ont démontré une excellente tolérance chez les animaux, sans inconfort significatif ni modifications comportementales. Cependant, certaines nuisances pourraient apparaître: – Court terme (0 à 24h après la chirurgie) : Les risques incluent les réactions à l’anesthésie, l’hypothermie, et les hémorragies, tous systématiquement gérés par nos procédures opératoires. – Moyen terme (1 à 7 jours) : Les risques sont liés à des infections locales du tissu cérébral ou à l’ischémie suite à l’implantation d’électrodes ou de fibres. Nos suivis montrent une tolérance élevée des implants et des électrodes, avec un risque très faible d’infection ou de lésion cérébrale. – Long terme (au-delà de 15 jours) : Bien que l’implantation puisse théoriquement induire des nuisances liées à la présence physique de l’implant, telles que des chocs ou des difficultés de mouvement, notre expérience montre que ces événements sont rares. L’isolement nécessaire à la protection des implants peut conduire à des répercussions émotionnelles. Cet isolement est géré avec des périodes d’interaction sociale sous supervision pour maintenir un équilibre social. Les implants sont conçus pour être légers et compacts. Cette conception minimise tout désagrément et assure que la liberté de mouvement des animaux reste intacte. L’usage de câbles connectant l’implant au matériel d’enregistrement, bien que potentiellement restrictif, est attentivement géré à travers une surveillance constante durant les sessions d’enregistrement. Cette approche permet d’ajuster le dispositif en temps réel pour éviter tout inconfort, assurant une acclimatation progressive des souris au système. Dans le cadre du protocole de défaite sociale, la souris testée peut être exposée à un risque de blessure lors de l’interaction avec une souris dominante. Cependant, une surveillance attentive pendant les 5 minutes d’exposition permet d’intervenir rapidement pour prévenir toute violence excessive, assurant ainsi la sécurité des souris. Nos méthodes éprouvées garantissent un contrôle efficace des interactions, ce qui permet de collecter des données fiables sur le comportement induit par le stress.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
À l’issue des procédures, tous les animaux seront euthanasiés, certains pour permettre la récupération des cerveaux en vue d’analyses histologiques, et d’autres pour vérifier avec précision les sites d’injection.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Notre objectif est d’étudier les mécanismes neuronaux responsables de l’adaptation des états de vigilance après un stress. Ces études ne peuvent pas, pour le moment, être réalisées in vitro, ex vivo ou in silico. Les invertébrés, avec leur système nerveux simplifié, ne fournissent pas non plus un modèle adéquat pour notre étude. Nous examinons des réponses électrophysiologiques et des paramètres physiologiques essentiels, tels que la respiration et le rythme cardiaque, qui nécessitent un organisme complexe et proche physiologiquement de l’être humain pour des comparaisons pertinentes. Les comportements spécifiques, les cycles de sommeil, et l’existence de souris génétiquement modifiables font de ce modèle le plus adapté pour explorer l’impact du stress sur le sommeil. La souris est donc indispensable pour notre projet, étant le seul modèle qui satisfait à l’ensemble de ces exigences.
2. Réduction
Afin de minimiser l’utilisation d’animaux, nous améliorerons l’efficacité des différentes procédures chirurgicales et le suivi longitudinal des animaux. Nous couplerons également les différentes techniques à l’analyse électrophysiologique systématique. Cela nous permettra d’avoir des données complémentaires pour chaque souris. L’utilisation de différents sites d’implantation des électrodes nous permet de récolter un nombre conséquent de données par animal, permettant ainsi de réduire le nombre total d’animaux utilisés pour répondre à différentes questions. Quand cela est possible scientifiquement, les animaux sont utilisés dans différentes conditions expérimentales (condition sans stress vs après stress) afin qu’ils soient son propre contrôle et ne pas doubler le nombre d’animaux. Le nombre d’animaux requis pour ces expériences sera réduit au minimum nécessaire pour pouvoir réaliser des tests statistiques à partir de nos résultats avec une puissance suffisante. Étant donné que nos résultats dépendent du taux de succès des expressions des constructions permises grâce aux injections virales, de la qualité des signaux recueillis par les électrodes implantées, de la bonne position des fibres et de la qualité des signaux fluorescent obtenues, nous nous attendons à un taux global de succès situé au alentour de 70%. Ce chiffre prend en compte l’implantation optimale des électrodes, le maintien de l’intégrité du connecteur et de la fenêtre crânienne et la variabilité des expériences comportementales. Actuellement, le comportement de défense de territoire, essentiel au protocole de défaite sociale, n’est pas clairement établi chez les femelles, nous conduisant à utiliser uniquement des souris mâles. Cette spécificité réduit davantage le nombre d’animaux nécessaires à notre étude.
3. Raffinement
– Une semaine avant la chirurgie, les animaux seront acclimatés pour réduire le stress. Une manipulation quotidienne sera réalisée pour les habituer aux interactions humaines. Leur environnement sera enrichi par du coton, un dôme et des tubes pour leur offrir un confort optimal. – Les interventions chirurgicales respecteront rigoureusement les normes d’anesthésie et d’analgésie. Une prise en charge spécifique de la douleur sera assurée pendant une semaine de convalescence, avec un suivi quotidien pour détecter et traiter tout signe de douleur post-opératoire. – Si une souris présente des signes de malaise ou un comportement anormal, une évaluation sera effectuée pour déterminer si des analgésiques ou, dans les cas graves, une euthanasie sont nécessaires. En cas d’infection, un traitement adapté sera administré. – Les implants utilisés sont conçus pour être légers et compacts, minimisant tout inconfort et préservant la liberté de mouvement des animaux. Pendant les sessions d’enregistrement, les câbles connectant l’implant au matériel sont surveillés en permanence, permettant des ajustements en temps réel pour éviter toute gêne et favoriser une acclimatation progressive des souris. – Dans le protocole de défaite sociale, les souris sont exposées à une souris dominante, ce qui peut présenter un risque de blessure. Pour limiter ce risque, la phase d’exposition directe est strictement limitée à 5 minutes, avec une surveillance constante pour prévenir toute violence excessive et garantir la sécurité des souris. Si une blessure survient malgré ces précautions, la souris sera immédiatement replacée dans sa cage, et la plaie désinfectée. La blessure sera surveillée, et un vétérinaire consulté en cas de cicatrisation difficile ou d’infection. – Les souris seront hébergées individuellement dans un environnement enrichi. Si des signes d’anxiété persistante ou d’inactivité sont observés, tels qu’une réduction de la mobilité, de l’apathie, un isolement comportemental ou une posture passive, un enrichissement supplémentaire sera ajouté (matériaux à ronger, sciure pour fouissage). Une manipulation humaine douce et régulière sera également effectuée. Si les symptômes persistent, des sessions d’interaction contrôlée seront organisées avec un congénère de même sexe et de la même fratrie.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les rongeurs, en particulier les souris, sont privilégiés dans la recherche comportementale et physiologique, grâce à leur cognition complexe et leur similitude fonctionnelle avec les humains. La souris se distingue par sa capacité d’adaptation rapide, ce qui la rend particulièrement appropriée pour nos études. Cette espèce bénéficie également d’un vaste corpus de données électrophysiologiques préexistantes et d’un éventail étendu d’outils pharmacologiques et de modèles génétiques. Cette richesse de ressources facilite l’intégration avec les recherches antérieures et contribue à une réduction globale du nombre d’animaux nécessaires. De plus, les avancées en génétique de la souris permettent des manipulations ciblées des réseaux neuronaux, offrant des possibilités inégalées par d’autres modèles et essentielles pour approfondir notre compréhension des mécanismes en question. Les procédures chirurgicales seront réalisées chez des animaux de 6 à 8 semaines, âge où le développement du cerveau et du crâne est stabilisé, garantissant des coordonnées d’injection précises et cohérentes. Les enregistrements d’activité cérébrale se limiteront à 10 semaines après l’implantation des électrodes, soit jusqu’à 4 mois. Cette durée est essentielle pour préserver une qualité de signal constante et éviter les variations liées à l’usure des implants. De plus, cette limite prend en compte l’évolution de l’architecture du sommeil avec l’âge, ce qui pourrait altérer la comparabilité des données. Les souris de la lignée CD1 dominantes auront entre 9 et 14 semaines, âge où leur comportement social et territorial est pleinement développé. Cela garantit des interactions sociales standardisées et réduit les variations dues à l’immaturité ou à des changements physiologiques chez des animaux trop jeunes ou trop âgés.