Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 19/09/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-769190)
818 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance allant jusqu’à modéré, une partie perfusée sous anesthésie sans réveil. Nourries dès l’adolescence d’un régime gras et sucré, plusieurs centaines subissent une chirurgie du cerveau pour y implanter des canules ou une fibre optique, avec des prélèvements de sang à la joue, pour identifier les mécanismes des troubles de mémoire liés à l’alimentation. Le porteur indique que l’implantation dans l’hippocampe peut provoquer une inflammation et parfois des crises d’épilepsie. Il affirme que le recours à la souris reste une « nécessité » et que les bases de données ne fournissent pas de méthode de remplacement applicable.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Une alimentation trop riche en gras et en sucre augmente, chez l’homme, le risque de problèmes cognitifs comme la mémoire. La période d’adolescence est particulièrement sensible à ce type d’alimentation car le cerveau est encore en maturation. Les conséquences de difficultés de mémoire chez les adolescents sont importantes car elles vont impacter la performance scolaire et influencer la mémoire pour toute la vie. Il est donc important de comprendre la vulnérabilité spécifique à l’adolescence à ces mauvaises habitudes alimentaires. Dans ce projet notre objectif est d’identifier les acteurs moléculaires du cerveau responsables de ces troubles de mémoire. Pour cela nous allons étudier les performances de mémoire chez des souris juvéniles ayant consommé soit un régime standard soit une alimentation déséquilibrée, riche en gras et sucre, pendant leur période d’adolescence (entre 20 et 80 jours d’âge). Nous allons d’abord analyser un acteur moléculaire candidat, le récepteur aux hormones glucocorticoïdes, en bloquant pharmacologiquement ce récepteur et en étudiant l’effet de ce blocage sur des taches de mémoire et également en mesurant son activité in vivo selon les régimes alimentaires et durant une tache de mémoire . Pour élargir notre analyse à tous les acteurs moléculaires potentiels, nous allons ensuite identifier par des analyses de séquençage l’activation des gènes de l’hippocampe (région cérébrale impliquée dans la mémoire) responsables des perturbations de mémoire en comparant des souris sous régime standard à des souris sous régime déséquilibré. Nous vérifierons la validité des gènes identifiés en analysant des souris sous régime déséquilibré ayant été soumises à un protocole de chrononutrition permettant de prévenir les troubles de mémoire.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les expériences proposées permettront une meilleure compréhension des mécanismes neurobiologiques expliquant les déficits de mémoire liés à la consommation d’une alimentation trop riche en gras et en sucre. De plus, les analyses de chrononutrition permettront de valider et comprendre les bénéfices de cette intervention qui pourra être appliquée chez l’homme.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
256 souris seront soumises à une chirurgie stéréotaxique afin d’implanter des canules dans le cerveau pour injecter une drogue dans une région cérébrale spécifique. La chirurgie dure environ 45 min par souris. Ces mêmes souris auront un prélèvement de sang à la joue 2 fois. Le prélèvement dure eviron 30 secondes. 384 souris auront un prélèvement de sang à la joue 2 fois. Le prélèvement dure eviron 30 secondes. 192 de ces souris subiront une perfusion de paraformaldéhyde sur coeur battant pour fixer les tissus. Cette intervention dure 15 min par souris 178 souris seront soumises à une chirurgie stéréotaxique afin d’injecter un virus recombinant dans une région spécifique du cerveau ainsi que d’implanter une fibre optique au même endroit.La chirurgie dure environ 1 h par animal. 128 de ces 178 souris subiront une perfusion de paraformaldéhyde sur coeur battant pour fixer les tissus.Cette intervention dure 15 min par souris.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les nuisances attendues sont celles associées à la chirurgie stéréotaxique bien que toutes les précautions soient prises pour réduire la douleur. Une réaction inflammatoire transitoire est inévitable et elle est traitée avec des anti-inflammatoires.L’implantation de canule ou de fibre optique dans l’hippocampe de souris peut entrainer parfois des crises d’epilepsie. La souris opérée peut parfois décoller la canule ou la fibre optique implantée en la frottant ou en se bagarrant avec un congénère.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
En fin de procédure 1, tous les animaux seront anesthésiés puis euthanasiés et différentes régions cérébrales seront prélevées (comme tissu frais) et congelées pour des analyses moléculaires. En fin de procédure 2, la moitié des souris sera euthanasiée et différentes régions cérébrales seront prélevées comme pour la procédure 1 pour des analyses d’expression de gènes . Pour l’autre moitié des souris l’objectif est de collecter des tissus fixés afin de réaliser de l’immunomarquage sur les tranches de cerveau. En fin de procédure 3 tous les animaux seront euthanasiés et le cerveau sera prélevé (comme tissu frais) et congelé pour vérifier sur des coupes l’implantation de la fibre optique. En fin de procédure 4 l’objectif est de collecter des tissus fixés afin de réaliser de l’immunomarquage sur les tranches de cerveau.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’objectif général du projet vise à comprendre chez l’animal les conséquences comportementales et neurobiologiques de régime hyperlipidique sur la mémoire et les effets d’une synchronisation forcée de la prise alimentaire. Dans ce contexte de recherche, le recours à des modèles animaux pertinents et adaptés à l’étude de la cognition reste donc une nécessité expérimentale afin d’appréhender la réalité physiologique de nos résultats. Une recherche d’alternatives et d’autres méthodes dans des bases de données démontre par ailleurs que les solutions de rechange appropriées à ces procédures ne sont pas disponibles ou applicables.
2. Réduction
Pour réduire le nombre d’animaux, nous effectuons plusieurs mesures sur le même animal dans un ordre précis afin qu’une première mesure n’influence pas la seconde. Pour les chirurgies nous nous entrainons sur des animaux produits mais non utilisés (par exemple souris récupérées de croisements de souris transgéniques n’ayant pas le génotype désiré) afin dêtre au point et réduire les pertes pour la réalisation des expérimentations.Aucun dupliqua du travail proposé n’est aujourd’hui identifié.
3. Raffinement
Avec la structure bien-être animal du laboratoire, nous avons défini les meilleures conditions d’hébergement possibles ainsi que les points limites à utiliser. Dans ce projet nous avons 5 à 10 souris par cage (excepté après chirurgie où les souris implantées sont 2 par cage pour diminuer le risque d’arrachement des implantations par bagarre), présence de différents enrichissements, surveillance quotidienne et soins apportés rapidement si nécessaire. Nous rédigeons un protocole pour chaque expérimentation, soumis à l’équipe animalerie qui doit le valider avant de démarrer afin d’assurer de bonnes conditions d’expérimentation. Nous privilégions les approches non invasives (imagerie in vivo) et pour celles qui ne le sont nous appliquons les soins pre et post opératoires, l’anesthésie et l’analgésie ainsi que des euthanasies appropriées. Le nombre d’animaux utilisés est calculé afin d’avoir des tests statistiques robustes n’obligeant pas à répéter l’expérience.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Nous utilisons uniquement des souris car les expériences de comportement sont facilement mises en oeuvre d’un point de vue technique et les traitements nutritionnels sont faciles à conduire. De plus, ce sont des animaux de petite taille (faciles à manipuler) qui peuvent être hébergés en nombre important au sein de l’animalerie. Nous étudions les souris entre 3 et 15 semaines d’âge. Ces âges couvrent la période d’adolescence (3 à 7 semaines) jusqu’à l’état adulte que nous voulons étudier dans notre projet.