Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 10/04/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-847001)
Toutes tuées pour extraire leur cerveau et vérifier que la lentille optique était au bon endroit, 96 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune subit deux opérations du crâne d’environ deux heures, reçoit un inhibiteur de la synthèse des protéines, et vit isolée en cage individuelle entre huit et seize semaines pendant les phases d’entraînement. Les séances consistent à explorer une enceinte à la recherche de récompenses alimentaires, vingt à quarante minutes par jour pendant environ huit semaines. Le porteur retient un effectif de 96 souris sur la base d’un taux de réussite d’implantation attendu de 50 %, et affirme que l’étude de ces circuits cérébraux exige un « organisme entier vivant ».
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’objectif de cette saisine est de mettre en évidence le phénomène de marquage et capture synaptique (STC) chez l’animal vigile et de caractériser pour la première fois son implication fonctionnelle dans l’association temporelle de trace mnésique. Cet objectif sera réalisé à travers (1) l’étude du comportement lors de l’exposition à de nouveaux environnements couplée à (2) l’enregistrement simultané de l’activité calcique de neurones de l’hippocampe une région essentielle pour encoder la mémoire, (3) en présence ou en l’absence d’un inhibiteur de la synthèse protéique selon les environnements et les jours de tests, permettant ainsi d’utiliser chaque animal comme son propre contrôle (et donc de réduire le nombre d’animaux utilisés) en comparant les résultats obtenus dans les environnements sans inhibition et avec inhibition. Pour cela, nous allons utiliser une technologie de pointe basée sur un système ultra miniaturisé et portatif permettant d’imager de manière longitudinale l’activité individuelle de multiples neurones en même temps chez l’animal libre de ses mouvements. La plupart des limitations habituelles éthiques et techniques liées à l’imagerie in vivo ont été gommées grâce à la conception de notre système d’imagerie : miniaturisation (moins de 2 cm et de 2 grammes) permettant de le placer directement sur la tête de l’animal de manière amovible comme un chapeau et sans entraver sans comportement normal. En outre, il permet de visualiser simultanément, à haute résolution et de manière répétée un nombre important de neurones par animal (jusqu’à plusieurs centaines) offrant ainsi une qualité de données et une puissance statistique inatteignable avec les autres techniques implantables.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le projet permettra d’apporter des éléments de connaissances des mécanismes sous-tendant l’association temporelle des traces mnésiques, un élément fondamental pour comprendre comment se forme la mémoire autobiographique, comment chaque individu peut voyager dans le temps de ses souvenirs et comment il peut s’adapter aux conditions présentes et futures en se basant sur ses expériences passées
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis à 2 interventions chirurgicales (d’envrion 2h chacune) et une injection (subcutanée ou intrapéritonéale) entre les 2 séances d’exploration lors des entrainements et lors du test. Entrainements et tests comportementaux correspondant à une exploration libre de la souris d’une enceinte à la recherche de récompenses alimentaires (séance quotidienne de 20 à 40 minutes, ~8 semaines)
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
– Les chirurgies stéréotaxiques permettant l’injection du vecteur et l’implantation de la lentille optique avec son receptacle peuvent induire des douleurs post-opératoires légères à modérées avec un impact réduit dans le temps (quelques jours) sur le bien-être animal, les animaux étant traités avec un analgésique et récupérant rapidement de ce type de chirurgie. – Encombrement du système d’imagerie lors des tests, qui reste toutefois limité et léger (fibre optique et réceptacle seuls : < 0,2 g, miniscope < 2g), et n’entrave pas les mouvements et comportements normaaux de la souris après une première séance d’habituation. - Souris isolées lors des phases d’entrainements et tests après chirurgie (pour une durée comprise entre 8 et 16 semaines). - Douleur légère au niveau du site d’injection (ip, sc)
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront euthanasiés en fin de procédure afin de récupérer le cerveau pour confirmer par histologie le bon positionnement de la lentille optique dans la zone cérébrale à imager puis doser l’expression de protéines cérébrales et comment celles-ci ont été influencées par l’apprentissage.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’étude de circuits cérébraux et de leur implication dans lacmémoire et les réponses comportementales et physiologiques ne peut être réalisée qu’à partir de cerveau et d’organisme entier vivant.
2. Réduction
Les effectifs ont été déterminés par une approche statistique permettant une réduction des effectifs optimisée selon les recommandations éthiques. En outre, le nombre d’animaux pourra être réduit en fonction des résultats et notamment de l’efficacité de l’implantation (maximum 96 souris avec un taux de succès attendu de 50% d’après la société du système d’imagerie et notre expérience ; minimum 48 souris avec un taux de succès de 100%).
3. Raffinement
Les méthodes d’anesthésie et d’analgésie sont optimisés : Les injections/implantations intracérébrales se feront sous anesthésie générale par des chercheurs formés et expérimentés. Les animaux recevront un traitement analgésique avant l’intervention chirurgicale, un traitement anti-inflammatoire après l’intervention et 24 heures après. Pendant la chirurgie, chaque animal sera placé sur une couverture thermorégulée pour éviter toute hypothermie et les cornées sont protégées de la déshydratation. L’anesthésie gazeuse (isoflurane) est ici privilégiée pour mieux contrôler la profondeur d’anesthésie et pour une meilleure récupération post-opératoire. Une surveillance post-opératoire d’une semaine est réalisée pour suivre chaque souris et intervenir si nécessaire (si reprise de poids déficiente ou température élevée, traitement antibiotique). En cas de plaie, les animaux recevront un traitement analgésique. La plaie est désinfectée par l’application de bétadine dermique. Une surveillance accrue d’une semaine est réalisée pour suivre chaque souris montrant des signes de mal-être (hypothermie, prostration…) et intervenir si nécessaire (injection de saline pour l’hydratation, nourriture appétente…). Les injections sous-cutanées sont préférées aux intra-péritonéales pour leur plus grande sûreté et leur moindre invasivité. Des habituations à la pièce d’expérimentation d’au moins une heure sont réalisées avant les tests comportementaux pour diminuer le stress des animaux. Les expérimentateurs sont experts dans la préhension et la contention des souris, et sont soucieux d’éviter tout stress inutile lors de la réalisation des procédures. Des points limites sont appliqués: les animaux surveillés sont pesés et oscultés quotidiennement (hydratation, température, état de la blessure si blessure). La décision d’euthanasie est prise s’il n’y a pas d’amélioration au bout d’une semaine. D’un point de vue scientifique, le système utilisé représente la méthode d’imagerie de résolution neuronale la plus moderne, performante et spécifique, permettant de visualiser simultanément à haute résolution un nombre important de neurones (jusqu’à plusieurs centaines) offrant ainsi une qualité de données et une puissance statistique inatteignable avec les autres techniques d’imagerie.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le choix de la souris se justifie par la similarité entre la neurobiologie humaine et celle de la souris, espèce modèle dans le domaine des études des bases neurobiologique de la mémoire, de la formation des souvenir et de dysfonctions de la mémoire. Les souris utilisées seront des individus adultes, l’étude ayant comme objectif d’améliorer la compréhension des mécanismes normaux sous-tendant l’association temporelle de souvenirs et sa mise en mémoire dans des conditions normales. Il n’est pas nécessaire d’utliser des stades plus spécifiques du développement (précoce ou tardif).