Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2024-07-18 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-907944)
Le crâne ouvert pour poser une plaque de fixation puis percé lors d’une craniotomie, 340 souris sont maintenues tête fixée pendant des séances d’enregistrement cérébral d’une à deux heures. Cinquante autres subissent en plus une destruction de l’oreille interne, par chirurgie pour trente-cinq d’entre elles et par administration d’un produit toxique pour les quinze restantes, dans des procédures classées sévères. Le porteur reconnaît des dommages osseux et tissulaires, une douleur possible, une perte de poids, une immobilité et des comportements anormaux, tout en fixant à un jour la durée typique de récupération après une opération. Les 390 souris finissent tuées par perfusion à travers le cœur, pour prélever leur cerveau.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Ce projet vise à mieux comprendre l’intégration multisensorielle, dans les structures du cerveau qui sont impliqués dans l’orientation. Une meilleure compréhension des fonctions cognitives comme l’orientation dans l’espace et dans le temps est un défi majeur en neuroscience. Le cerveau joue un rôle important dans l’orientation spatiale et la mémoire. Les régions qui sont importantes pour l’orientation et la mémoire sont particulièrement affectée dans la maladie d’Alzheimer, et de l’épilepsie. La myéline est la substance blanche qui est déficiente dans le cas de la sclérose en plaque. Notre recherche vise à élucider la connectivité fonctionnelle entre les différentes régions du cerveau, et à révéler la coordination temporelle des signaux électriques dans le cerveau. Nous souhaitons mieux comprendre comment les informations vestibulaires et visuelles sont intégrées pour préserver l’orientation spatiale de l’individu. Nous examinerons la flexibilité du réseau pour la mise à jour du signal de l’orientation. Et nous allons apporter un éclairage nouveau sur le rôle de la substance blanche pour la communication entre les différents régions du cerveau.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Notre recherche vise à comprendre les bases fonctionnelles qui permettent au cerveau de s’orienter dans l’environnement. Nous serons ainsi en mesure, à terme, de démontrer comment le cerveau est capable d’intégrer les informations sensorielles venant de plusieurs modalités sensorielles, et comment s’effectue la mise à jour de ces informations du monde externe, par rapport à une représentation interne. Une meilleure compréhension du fonctionnement des neurones dans les structures du circuit de l’orientation spatiale est nécessaire pour permettre un diagnostic précoce et un traitement des pathologies neurologiques liées à des dysfonctionnements cognitifs et à des déficits d’orientation. Une partie du projet vise à déterminer l’impact de la substance blanche, pour mieux comprendre son rôle pour l’intégration multisensorielle. De plus, chez les patients atteints de sclérose en plaques, maladie inflammatoire démyélinisante chronique du système nerveux central, des troubles cognitifs sont associés à des lésions de régions cérébrales impliquées dans l’intégration multisensorielle. Nos travaux pourront apporter un éclairage nouveau sur les mécanismes pathologiques des déficits dans la sclérose en plaques.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Un lot d’animaux (340 animaux) subira deux chirurgies. La première chirurgie (installation de la plaque de fixation et injections) dure environ 1h. Le lendemain, et pendant 2 jours, une habituation à la fixation de la tête (15 minutes) est effectuée. Une craniotomie est réalisée le jour suivant (durée: 30 minutes). Les enregistrements de l’activité du cerveau commencent le lendemain, et durent 1-2 heures par séance (total: 1 – 3 séances, à un rythme de 1 séance par jour). Finalement, suite à la dernière séance, une perfusion par le coeur est effectuée. Un lot d’animaux (50 animaux) subira en plus une lésion de l’oreille interne. De ces 50 animaux, 15 animaux subissent une lesion pharmacologique. Une substance qui est toxique pour l’oreille interne est administré. Les autres 35 animaux subissent une chirurgie. Cette intervention dure 30 minutes. Après 2 jours de récupération, on perce le crâne, pour poser une sonde d’enregistrement électrique. Finalement les animaux subissent une chirurgie terminale sous anesthésie pour le prélèvement du cerveau.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les injections dans le cerveau prévues par le protocole impliquent des dommages osseux et tissulaires. En conséquence, les animaux peuvent être potentiellement exposés à la douleur combinée à une perte de poids, à l’immobilité ou à un comportement anormal. Avant, pendant et après la chirurgie, nous traitons ces problèmes potentiels par l’administration de médicaments contre la douleur et l’inflammation. La durée typique de récupération après une opération est de 1 jour, période pendant laquelle les animaux sont traités avec ces médicaments. Des chirurgies potentiellement douloureuses nécessaires au projet sont réalisées pour induire un déficit de l’oreille interne; afin de minimiser le stress et la douleur, des traitements pour supprimer ou atténuer la douleur sont mis en place. Les souris peuvent présenter des déficits de l’audition. Le protocole des stimulations sensorielles nécessite que les souris soient maintenues tête fixe. La fixation de la tête va initialement induire un stress chez l’animal et réduire sa mobilité. Afin qu’il s’habitue au dispositif, plusieurs séances d’entrainement d’une durée de 15 min seront réalisées pendant les 2 jours précédant la première séance d’enregistrement. Le temps expérimental n’excède pas 120 min.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les 390 animaux sont mise à mort par perfusion intra-cardique avec dosage des anesthésiques pour prélèvement d’organes et analyses histologiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’intégration des signaux visio-spatiale implique de nombreuses régions du cerveau et différents réseaux de neurones. Afin de comprendre les interactions entre systèmes, et l’effet de la myélinisation sur la maturation et la coordination entre les aires du cerveau, il est nécessaire de travailler sur un animal vivant et éveillé. Il s’agit d’un projet de Neurophysiologie intégrative qui ne peut être conduit que sur animal vivant.
2. Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux, cette étude prévoit d’enregistrer un grand nombre de neurones depuis un seul animal, grâce à des sondes de haute densité. Une fois implantés, les animaux sont maintenus en vie et utilisés pour 2 ou 3 sessions d’enregistrement quand c’est possible. L’optimisation des soins aux animaux contribue en outre à l’utilisation d’animaux pour plusieurs sessions d’enregistrement. Les animaux de la procedure 1 servent comme temoin pour les animaux de la procedure 2. Enfin, nous utiliserons les tests statistiques appropriés afin d’obtenir des résultats exploitables à partir du plus petit nombre d’animaux possible. Les tests statistiques que nous appliquerons seront adaptés aux analyses.
3. Raffinement
Les souris sont maintenues par groupes. Les cages sont enrichies avec des roues et rouleaux. Les animaux sont suivis individuellement, leur poids est contrôlé avant et après une chirurgie, et régulièrement pendant les phases de tests. Notre équipe a une grande expérience dans les lésions vestibulaires. Chaque animal bénéficie tout au long de l’étude d’une attention et de soins de qualité par du personnel qualifié, afin d’assurer un bien-être optimal. Des traitements antalgiques et anesthésiques adaptés sont utilisés. Des points limites objectifs sont définis afin le cas échéant d’adapter les soins ou de mettre fin à l’expérimentation.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris constitue un modèle reconnu pour les expériences de neurophysiologie intégrative. Les souris transgéniques avec des déficits de la myélinisation sont disponibles, pour clarifier le rôle de la myélinisation pour la maturation des neurones et des circuits. Il s’agit de mammifères dont le fonctionnement du cerveau peut être comparé à celui de l’homme pour les questions abordées dans ce projet. Pour les études sur les souris pendant la myelinisation, nous allons cibler différentes âges, depuis la période critique jusqu’à la maturité du système.