Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 18/03/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-850926)
1 260 souris vont être utilisées, toutes tuées pour prélever leur cerveau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Séparées de leur mère dès le premier jour après la naissance pour une partie d’entre elles, elles subissent à cinq semaines une chirurgie crânienne d’injection virale, puis l’implantation d’une fibre optique, avant des tests où l’animal doit obtenir une récompense tout en évitant des signaux de prédateur. Le projet cherche à comprendre comment un stress précoce altère durablement les circuits de la décision et favorise l’apparition de troubles psychiatriques. Le porteur écrit pourtant que les agents stressants employés « n’induisent pas de modifications de comportement délétères sur le long-terme ».
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Un stress précoce, notamment la négligence parentale ou la maltraitance, augmente considérablement l’apparition de troubles anxio-dépressifs et des addictions. Un trait commun à ces maladies mentales est l’incapacité de gérer des situations conflictuelles. Cette gestion repose sur un processus cérébral essentiel permettant d’évaluer finement le rapport risque/récompense de chaque action. Ces mécanismes sont contrôlés par des circuits cérébraux indispensables à la survie, car ils fournissent la motivation nécessaire à la réalisation d’actions permettant de préserver l’individu (se nourrir, se reproduire, etc.). Ainsi, la dissection des réseaux de neurones nécessaires au bon fonctionnement de ces systèmes est essentielle pour la compréhension et la recherche d’outils thérapeutiques pour les individus affectés par ces troubles du comportement. Le noyau latérodorsal du tegmentum (LDTg) est une région du cerveau classiquement associée au traitement et à la modulation des signaux récompensants. Notre équipe a récemment revisité ce dogme et démontré de profonds changements d’activité du LDTg en conditions de stress. Cependant, les mécanismes cellulaires ainsi que les circuits neuronaux impliqués dans ce processus restent peu connus. L’objectif principal de ce projet est de déterminer le rôle fonctionnel du LDTg lors de situations conflictuelles, et de comprendre comment l’exposition à un stress précoce altère ces circuits neuronaux favorisant ainsi l’apparition de troubles psychiatriques.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les organismes vivants sont généralement confrontés à des situations conflictuelles. Une fonction de base du cerveau pour assurer la survie consiste à répéter des actions qui se sont avérées gratifiantes tout en évitant le danger. Par exemple, il est judicieux de revisiter un endroit où de la nourriture a été trouvée (récompense), mais pas si cet endroit est traqué par des prédateurs (aversion). En intégrant ces stimuli positifs et négatifs du monde extérieur, des mécanismes adaptatifs sont déclenchés afin d’assurer l’obtention de récompenses (nourriture, eau, sociales) tout en évitant les situations dangereuses. Dans ce projet, nous proposons de démêler les circuits cérébraux qui aident au processus de prise de décision. De plus, nous étudierons comment le stress au début de la vie peut induire des changements cellulaires dans ces circuits cérébraux. Nous lierons ces changements cellulaires à des défauts de comportement en enregistrant l’activité neuronale (grâce à la visualisation des flux de calcium) des souris performant un test comportemental où la souris peut obtenir une récompense tout en évitant les signaux de prédateurs. Enfin, nous évaluerons de nouvelles approches pour le traitement des troubles psychiatriques associés au stress impactant ces circuits.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Chaque souris subira à 5 semaines une opération chirurgicale pour une injection et implantation d’un outil biologique permettant d’enregistrer l’activité des neurones. Certaines souris seront exposées à des agents stressants. Ces agents stressants n’induisent pas de modifications de comportement délétères sur le long-terme.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les chirurgies provoquent des douleurs post opératoires minorées par des antalgiques. Les tests comportements vont induire un stress aigu, et la separation maternelle peut créer une anxiété.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Pour chaque procédure, les souris seront mises à mort après le test comportemental, afin de récolter leur cerveau, pour une analyse histologique. Dans la procédure 2, 3 et 4, des cohorte de souris seront mises a mort et leur cerveau prélevé rapidement, dans le but de réaliser des enregistrement électrophysiologiques qui nous permettent de mesurer l’activité électrique des neurones.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Notre projet repose principalement sur des approches comportementales et virales ainsi qu’une approche d’enregistrement de l’activité neuronale. Actuellement, il n’y a pas de méthodes substitutives qui pourraient remplacer le recours à l’animal dans nos travaux. Il n’est pas non plus envisageable d’utiliser des modèles animaux moins sensibles. En effet, les structures étudiées dans ce projet chez la souris sont très similaires à ceux de l’Homme et leurs descriptions anatomiques bien détaillées. De plus, la souris est un modèle animal de choix de par les approches virales (AAV) et génétiques (lignées transgéniques) qui permettent une manipulation ciblée des structures cérébrales altérées par le stress.
2. Réduction
Le nombre d’animaux nécessaire dans chaque procédure du projet est calculé par analyse de puissance afin de le réduire autant que possible, tout en conservant un significativité statistique fiable. Afin de limiter le nombre de souris utilisées, la moitié des souris de la tache 1 subiront les 3 types de stimuli récompensants et l’autre moitié les stimuli aversifs, du moins marqué au plus prononcé. . Toujours dans le but de réduire le nombre de souris, les enregistrements électrophysiologiques (mesure de l’activité électrique des neurones) de la procédure 2 et 3 seront réalisés sur les mêmes souris ayant subi les tests comportementaux.
3. Raffinement
Par défaut, les animaux font l’objet d’une vérification visuelle quotidienne. Une manipulation donnant lieu à une vérification plus poussée est effectuée une fois par semaine lors de la pesée. Nous observons l’apparence physique, le poids corporel et les comportements naturels (toilettage, mobilité de l’animal, interaction sociale etc…). Si observation d’un problème physique tel que défaut de toilettage prononcé (pelage hirsute, tâche d’urine ou de matières fécales, etc.), mise en place d’un renforcement du suivi quotidien et prise de mesures adaptées au problème (mise à disposition de nourriture hydratée, tapis chauffant si légère hypothermie, désinfection de la plaie si blessure). En cas de non amélioration de l’état de l’animal il sera mis à mort au plus tard 48h après la détection du problème. Pour les animaux ayant subi une chirurgie, nous mettons en place un suivi quotidien renforcé dans les 5 jours suivant la chirurgie. Des difficultés à atteindre la nourriture ou une infection de la plaie entraine la mise en place d’une pesée quotidienne, désinfection et administration d’anti-inflammatoires. Si l’état de l’animal ne s’améliore pas sous 48h, nous procèderons à sa mise à mort.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les caractéristiques morphologiques et physiologiques des souris sont largement documentées. La souris possède un éventail génétique vaste, une reproductibilité fiable et rapide, ce qui constitue un atout pour développer efficacement notre projet. La souris constitue un excellent modèle pour l’étude des conséquences du stress d’un point de vue physiologique, comportemental ou cellulaire. Les mécanismes moléculaires du stress ainsi que les propriétés neuronales de ces rongeurs au niveau des structures étudiées sont très proches de ceux du cerveau humain. Cela nous permettra de réaliser des études dont l’impact sera important pour la compréhension des effets du stress, et ainsi de pouvoir mieux cibler les approches thérapeutiques. Nous disposons de techniques adaptées à cette espèce (enregistrement de l’activité électrique des neurones, comportement, chirurgie). Pour toutes ces raisons, ce choix d’espèce constitue un bon modèle pour notre étude. -Tâche 1 : souris utilisées à 5 semaines pour injection virale, puis 3 semaines de récupération post-opératoire puis implantation de fibre optique, puis 1 semaine de récupération post-opératoire suivie des analyses comportementales/ histologiques. -Tâche 2 : souris utilisées à PND1 (jour 1 PostNatal) pour le protocole de séparation maternelle, puis à 5 semaines pour injection virale, puis 3 semaines de récupération post-opératoire puis implantation de fibre optique, puis 1 semaine de récupération post-opératoire suivie des analyses comportementales/ électrophysiologiques/ histologiques. -Tâche 3 : souris utilisées à PND1 (jour 1 PostNatal) pour le protocole de séparation maternelle, puis à 5 semaines pour injection virale, puis 3 semaines de récupération post-opératoire puis implantation de fibre optique, puis 1 semaine de récupération post-opératoire suivie des analyses comportementales/ électrophysiologiques/ histologiques. -Tâche 4 : Optogénétique : souris utilisées à PND1 (jour 1 PostNatal) pour le protocole de séparation maternelle, puis à 4 semaines pour injection virale puis 3 semaines de récupération post-opératoire puis implantation de fibre optique, puis 1 semaine de récupération post-opératoire suivie des analyses comportementales/ électrophysiologiques/ histologiques. DBS : souris utilisées à PND1(jour 1 PostNatal) pour le protocole de séparation maternelle, puis à 7 semaines implantation de l’électrode puis 1 semaine de récupération post-opératoire suivie des analyses comportementales/ histologiques.