Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 08/12/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-710467)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’épilepsie du lobe temporal, type le plus fréquent d’épilepsie incurable, se caractérise par des crises d’épilepsie souvent générées dans l’hippocampe. Toutefois, l’ampleur des altérations cognitives, anatomiques et fonctionnelles chez les patients suggère que la maladie implique le dysfonctionnement d’un large réseau de régions cérébrales, bien au-delà de l’hippocampe seul. Il est crucial d’étudier les mécanismes qui contrôlent les interactions entre l’hippocampe et les autres régions du cerveau pour mieux comprendre les échecs fréquents des thérapies actuelles, dont celles ciblant l’hippocampe. Nous nous intéressons à un type de neurones qui jouerait dans des conditions normales un rôle de « tour de contrôle » entre différentes régions du cerveau : les neurones inhibiteurs à projection longue. Nous pensons qu’un dysfonctionnement de ces neurones pourrait jouer un rôle primordial dans le réseau épileptique. Pour le vérifier, nous combinerons imagerie calcique et enregistrements électrophysiologiques in vivo sur des souris épileptiques en comportement avec des virus rétrogrades ciblant les neurones inhibiteurs à projection longue-distance. Ainsi, nous examinerons le rôle pathologique de ces neurones dans les altérations à grande échelle liées à l’épilepsie du lobe temporal et déterminerons les potentiels bénéfices de leur manipulation au niveau thérapeutique.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet permettra d’apporter une preuve de concept de l’importance de neurones inhibiteurs particuliers, qui connectent l’hippocampe avec d’autres régions cérébrales, dans les altérations à grande échelle associées à l’épilepsie du lobe temporal. En cas de succès, ces neurones pourraient être la cible de nouvelles stratégies thérapeutiques pour les patients souffrant de formes incurables d’épilepsie.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Au cours de ce projet, les animaux seront amenés à subir plusieurs types d’intervention : a) un génotypage (optionnel), b) des chirurgies d’induction d’un état chronique d’épilepsie (1-4h), c) des chirurgies (30-90minutes) d’injection de virus chez l’adulte ou à P0 (optionnel), d) des chirurgies d’implantation de dispositifs d’enregistrements par électrophysiologie ou par imagerie calcique, e) des mesures de leur activité neuronale (maximum 1h en imagerie, 24/7 en EEG télémétrique, une technique permettant d’enregistrer les crises d’épilepsies sur des animaux libres de leurs mouvements), f) des tests de leur comportement afin d’analyser leurs fonctions cognitives ou émotionnelles, réputées altérées en condition d’épilepsie (1/2 journée). A la dernière étape du protocole expérimental, l’encéphale sera prélevé sous anesthésie profonde pour analyser les tissus
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Dans le cas d’animaux subissant l’ensemble d’une procédure, l’ensemble des nuisances ou effets indésirables attendus sont de classe sévère et peuvent être résumés selon les points suivants: – Le stress lié au maintien des souris adultes en cages individuelles après induction de l’épilepsie et pendant la majeure partie de la procédure (soit généralement 8-12 semaines) afin de limiter les bagarres et faciliter le suivi, – l’inconfort et le stress généré par les interventions (optionnelles) sur des souriceaux nouveau-nés et leur maintien transitoire hors de la cage maternelle pour observation pendant 2h30 à 3h30 – L’expression de crises d’épilepsie, condition dommageable au bien-être animal – L’inconfort associé au réveil post-chirurgical et le risque infectieux lié aux anesthésies et interventions chirurgicales répétées (craniotomie, implantation) afin de réaliser des injections intracérébrale et d’insérer les électrodes d’enregistrement de l’activité cérébrale – Les démangaïsons pouvant être provoquées par les sutures de la peau du crâne. Dans le cas de l’utilisation de lignées transgéniques, les animaux au génotype non-souhaité sont classés en léger puisqu’ils ne subissent qu’une intervention (génotypage).
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A la fin de chaque procédure, les animaux subissent une anesthésie profonde terminale afin de prélever l’encéphale et d’effectuer des analyses histologiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Notre but est de comprendre le rôle d’un type de neurones particuliers de l’hippocampe dans des désordres cognitifs et électrophysiologiques à large-échelle associée à l’épilepsie du lobe temporal. Par conséquent, l’utilisation de modèles in vitro (que nous utilisons régulièrement par ailleurs) n’est pas applicable pour ce projet-ci. En termes de modèle animal, les souris sont un excellent modèle animal par rapport à d’autres existants parce qu’elles reproduisent fidèlement les altérations cardinales observées chez les patients souffrant d’épilepsie du lobe temporal, sont capables de réaliser des tests de comportement transposables chez l’homme (à la différence d’autres animaux tels les poissons zèbres) et comptent d’autres avantages (vitesse de reproduction, capacité de transgenèse).
2. Réduction
Afin de limiter le nombre d’animaux utilisés : Nous utilisons une procédure raffinée d’induction de l’épilepsie qui augmente considérablement le taux de réussite de la procédure, et limite par conséquent le nombre d’animaux nécessaires pour générer des cohortes d’animaux épileptiques chroniques. De plus, nous privilégions chaque fois que cela sera possible l’utilisation d’animaux sauvages (appelés aussi wildtype ou WT) combinée à des constructions AAV spécifiques des neurones inhibiteurs afin de limiter quand cela est possible le nombre d’animaux nécessaires pour obtenir des souris du génotype voulu. Le cas échéant, nous utiliserons des lignées transgéniques telles que GAD-Cre, PV-Cre ou SOM-Cre disponibles dans le laboratoire.
3. Raffinement
Nous utilisons plusieurs stratégies de raffinement afin de limiter l’impact de nos expérimentations sur le bien-être des animaux: – Les animaux sont hébergés dans des cages avec un environnement enrichi (composé d’igloos cartonnés, de tunnels en carton et de papier foisonnant), en présence d’eau et de nourriture ad libitum – Notre procédure raffinée d’induction de l’épilepsie, basée une échelle des symptômes et sur l’injection de caféine, permet de prévenir la survenue des stades les plus sévères du status épilepticus (associés à de la souffrance et la mort). – Chaque intervention invasive (e.g., chirurgie) est effectuée dans des conditions d’analgésie et d’anesthésie optimales. – Nous mettons un soin particulier à constamment surveiller les constantes biologiques et la souffrance des animaux , particulièrement dans les heures et jours suivant les interventions invasives (e.g., induction de l’épilepsie, chirurgie) jusqu’à la mort des animaux. Des grilles de suivis ont été mises en place, et le personnel a reçu toutes les habilitations nécessaires, notamment pour améliorer le bien-être des animaux (manipulation, enrichissement), reconnaitre les signes éventuels d’inconfort ou de souffrance, et pratiquer les gestes adaptés en fonction.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les souris modèles d’épilepsie manifestent des symptômes comparables à ceux dont souffrent les patients souffrant d’épilepsie du lobe temporal (génération de crises, troubles cognitifs et de l’humeurs, altérations histologiques). Ils sont donc un excellent modèle pour cette maladie humaine, et sont utilisés de manière routinière dans le laboratoire. L’induction de l’épilepsie est effectuée sur des souris agées de 2 mois environ, un stade favorisant la survie des animaux, ainsi que le taux d’induction de l’épilepsie. Les enregistrements (imagerie calcique, électrophysiologie) et les tests comportementaux s’effectuent 6-12 semaines plus tard, à un stade où les animaux ayant subi le protocole d’induction ont subi des altérations histologiques conduisant à une épilepsie chronique (se manifestant par des crises spontanées récurrentes, des désordres cognitifs ainsi que que des altérations histologiques).