Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 25/11/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-910708)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le fait d’avoir sommeil, d’avoir faim, d’avoir peur ou d’être heureux a un impact sur notre expérience quotidienne et influence nos comportements et nos actions. Ces états internes se caractérisent par des signatures uniques d’activité dans le cerveau et sont directement liés à la libération de molécules chimiques, appelées neurotransmetteurs ou neuromodulateurs, permettant la transmission de signaux entre les neurones. À tout moment, des combinaisons distinctes de neuromodulateurs sont libérées dans chaque région du cerveau. Les changements dans l’équilibre des neuromodulateurs ont un impact puissant sur les configurations cérébrales qui sous-tendent les états internes et comportementaux. Alors que presque tous les troubles de l’humeur sont associés à un déséquilibre des neuromodulateurs, la plupart des stratégies thérapeutiques tentent de rétablir cet équilibre. Cependant, la manière dont les combinaisons de neuromodulateurs définissent des configurations cérébrales distinctes et façonnent les états internes reste inconnue. Il est important de noter que l’activité neuronale n’est pas seulement modulée par les neurotransmetteurs internes, mais aussi par les rythmes physiologiques provenant du corps, par exemple les rythmes respiratoires et cardiaques jouent un rôle crucial. L’acte de respirer, par des voies mécaniques et chimiques, influence l’activité neuronale dans diverses régions du cerveau. Ces rythmes physiologiques interagissent avec les systèmes mis en jeu par les neuromodulateurs, créant une interaction complexe qui façonne l’activité du cerveau. Dans ce projet, nous étudierons le rôle joué par les neuromodulateurs dans l’activité cérébrale et les états internes tout en tenant compte de l’influence des rythmes respiratoires et cardiaques, en utilisant des souris génétiquement modifiées qui nous permettront d’étudier des types de cellules cérébrales spécifiques.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Parmi toutes les maladies, les troubles anxieux et la dépression majeure sont les principales causes d’invalidité et imposent un fardeau et une souffrance énormes aux patients concernés. La compréhension des déterminants neuromodulatoires de l’activité dans les circuits limbiques est d’une importance fondamentale pour élucider les mécanismes sous-jacents à ces troubles. Ce projet pourrait permettre d’approfondir la compréhension de ces processus. Ce programme de recherche pourrait nous permettre de caractériser le rôle fonctionnel de la libération de substances neurochimiques dans des circuits cibles génétiquement définis et d’établir/élucider les principes de la neuromodulation combinatoire en tant que mécanisme majeur organisant l’activité neuronale et gérant l’interaction entre des régions cérébrales éloignées. Cette recherche devrait nous permettre de mieux comprendre les circuits des fonctions cérébrales, à la fois d’un point de vue fondamental et pour assurer une meilleure gestion des dysfonctionnements pathologiques qui existent chez l’homme. Cette compréhension manquante conduira à des aperçus cruciaux sur la mise en œuvre des circuits des états cérébraux. Elle permettra en outre de développer de nouveaux diagnostics en établissant un lien entre les changements dans la dynamique neuronale et l’altération du paysage neuromodulatoire, et suggérera des cibles potentielles pour de nouvelles approches thérapeutiques sous la forme de circuits neuronaux et de récepteurs cibles pour l’administration de médicaments ou pour une stimulation cérébrale profonde. Nous espérons que ces connaissances permettront de participer à la compréhension de la physiopathologie des troubles psychiatriques humains et ouvriront la voie à de nouvelles stratégies de traitement.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Tous les souriceaux produits auront un prélèvement pour connaitre leur patrimoine génétique (une fois, vigile, inférieure à 1 min). Une partie des animaux aura une chirurgie sous anesthésie générale et analgésie adaptée pour réaliser une injection dans le cerveau (une fois, durée inférieure à 1h). Une autre partie des animaux aura une chirurgie sous anesthésie générale et analgésie adaptée pour réaliser une injection dans le cerveau et mettre en place un dispositif permettant ensuite d’enregistrer l’activité cérébrale (une fois, durée inférieure à 2h). Après une période de récupération minimale de 5 jours, les souris seront ensuite habituées pendant 10 jours maximum au dispositif d’enregistrement avec des sessions augmentant progressivement de quelques minutes à 120 minutes maximum. Pour une partie de ces souris une deuxième chirurgie sous anesthésie générale et analgésie adaptée sera réalisée pour pouvoir ensuite introduire des sondes d’enregistrements. Toutes ces souris participeront ensuite à un test comportemental couplé à un enregistrement cérébral pour étudier le lien entre le comportement de l’animal et l’enregistrement obtenu (20 sessions sur 6 semaines max avec 1 session par jour max, 3h max par session). Une autre partie des animaux aura une chirurgie sous anesthésie générale et analgésie adaptée pour réaliser une injection dans le cerveau et mettre en place un dispositif pour l’enregistrement de l’activité cérébrale (une fois, durée inférieure à 3h). Ils feront ensuite des tests comportementaux couplés à un enregistrement cérébral pour étudier le lien entre les enregistrements obtenus et le comportement exploratoire de l’animal ou l’apprentissage associatif (mémoire de la peur) ou encore le sommeil et la consolidation de la mémoire (20 sessions maximum réparties sur 6 semaines maximum avec 1 session par jour maximum, 3h maximum par session). Pendant les enregistrements tous les animaux pourront recevoir des injections de substances (40 injections max avec 2 injections max par session). 5 jours avant le début et pendant toute la durée des sessions d’enregistrement les animaux recevront de l’eau légèrement acidifiée (6 semaines max) pour obtenir une meilleure motivation pour la réalisation des tests. Tous les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire et une partie d’entre eux lors d’une chirurgie sous anesthésie générale et analgésie adaptée (durée inférieure à 10 minutes).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La biopsie de l’extrémité de la queue pour le génotypage entraînera une douleur brève et légère. Les souris seront soumises à une procédure chirurgicale sous anesthésie générale. La chirurgie est associée à un risque de douleur et d’inconfort. L’anesthésie est associée à un risque d’hypothermie, de sécheresse oculaire et au risque de dépression cardio-respiratoire. Les souris peuvent être gênées par les implants, qui couvrent le sommet de la tête. Il existe un risque de perte du dispositif ou d’infection. Les animaux peuvent ressentir une légère douleur et une gêne lors des injections intrapéritonéales. Pour les expériences nécessitant une contention de la tête, les souris présentent de légères réactions de stress au cours des premières séances. Pour les expériences de conditionnement à la récompense, les souris reçoivent de l’eau légèrement acide quelques jours avant et pendant toute la durée des expériences afin d’assurer une motivation suffisante pour obtenir des récompenses en eau sucrée. En conséquence, elles peuvent ressentir une soif, et pourront présenter une légère perte de poids. Pour les expériences d’apprentissage par aversion, les souris sont exposées à un jet d’air ou à un léger stimulus aversif de faible intensité, qui sont considérés comme des facteurs de stress aigus. La réponse à ces stimuli fait l’objet de nos études. Il peut être nécessaire d’héberger les souris individuellement pour éviter la destruction des implants due aux interactions avec d’autres souris, ce qui entraîne un léger stress social.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
La majorité des animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire en fin de procédure soit pour faire des prélèvements d’intérêt pour répondre à notre question scientifique soit parce qu’ils ne pourront pas être réutilisés ou replacés en raison de leur modification génétique. Nous estimons que pour une partie des animaux il pourra y avoir une réutilisation dans d’autres projets, cela représentera un maximum de 200 souris.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Il n’y a pas d’autres alternatives à l’utilisation d’animaux pour ces expériences, car l’étude du rôle des neuromodulateurs et des interactions entre le cerveau et le corps dans les états internes nécessite des expériences in vivo chez l’animal éveillé et dans un cerveau intact. Contrairement aux cultures cellulaires ou aux travaux in vitro, qui offrent des environnements contrôlés mais très simplifiés, les expériences in vivo maintiennent l’interaction complexe entre les différentes régions du cerveau et les populations neuronales, reflétant ainsi la véritable complexité du traitement neuronal. En outre, les études in vivo permettent d’explorer des fonctions cognitives et des comportements d’ordre supérieur qui ne peuvent être reproduits dans des modèles cellulaires isolés. Ainsi, bien que les approches précédentes utilisant des cultures cellulaires ou des méthodologies in vitro aient fourni des informations précieuses sur les mécanismes cellulaires de base, elles ne permettent pas d’étudier le rôle des neuromodulateurs dans le façonnement des fonctions cérébrales et du comportement animal in vivo. Par conséquent, les expériences in vivo sur la souris restent essentielles pour faire progresser notre compréhension des circuits neuronaux et de leur modulation par les systèmes neuromodulateurs, au sein d’un organisme vivant interagissant avec son environnement et les différentes phases physiologiques (sommeil/éveil, motivation, comportement libre).
2. Réduction
Un maximum de 5 270 animaux sera utilisé dans le cadre de ce projet. Nous avons soigneusement réduit ce nombre au minimum nécessaire pour garantir que les résultats soient scientifiquement fiables. La taille des groupes expérimentaux a été déterminée à partir d’un calcul de puissance, fondé sur les données de la littérature et nos études précédentes, afin d’obtenir une interprétation statistique solide tout en limitant le nombre d’animaux utilisés. Nous avons recours à des neurotechnologies de pointe qui permettent de recueillir un grand nombre de données par animal (par exemple, en combinant électrophysiologie et imagerie optique), ce qui réduit encore les effectifs nécessaires. Enfin, nous utilisons des souris mâles et femelles afin de valoriser l’ensemble des animaux produits lors de l’élevage des lignées transgéniques.
3. Raffinement
Toutes les procédures ont été conçues pour assurer le bien-être des animaux et réduire au maximum tout inconfort. Les souris seront hébergées dans des conditions conformes à la réglementation, avec un enrichissement du milieu (abris, coton, bâtonnets en bois) et un accès libre à la nourriture et à l’eau. Leur état sera surveillé quotidiennement, et en cas d’anomalie, une intervention immédiate sera organisée avec le comité de bien-être animal de l’institut et le vétérinaire, afin de garantir une prise en charge rapide et adaptée. Des critères d’arrêt précis sont définis pour éviter toute souffrance inutile. Les animaux provenant d’éleveurs extérieurs bénéficieront d’une période d’adaptation d’au moins une semaine avant toute procédure, leur permettant de récupérer du transport et de retrouver un état physiologique stable. Le génotypage (nécessaire pour identifier les lignées transgéniques) sera réalisé sur de très jeunes souris, à l’aide d’un prélèvement minimal et d’un matériel désinfecté entre chaque animal. Les souriceaux seront replacés immédiatement avec leur mère, et leur état sera vérifié juste après puis à distance pour s’assurer de l’absence de saignement et d’un bon comportement maternel. Lors des interventions chirurgicales, une anesthésie complète et une gestion adaptée de la douleur sont systématiquement mises en place. Après l’opération, les souris sont surveillées de près et reçoivent des soins complémentaires si nécessaire. Avant toute expérience, les animaux sont progressivement habitués à la manipulation par l’expérimentateur, afin de réduire le stress lié au contact humain. Les protocoles ont été optimisés pour concilier bien-être animal et rigueur scientifique. Par exemple, au lieu d’une restriction alimentaire stricte, une eau légèrement acidifiée est proposée afin de maintenir la motivation des animaux pour les récompenses sucrées sans provoquer de déshydratation ni de malaise. Lors des apprentissages aversifs, l’intensité minimale du stimulus est toujours utilisée et ajustée pour obtenir le comportement recherché tout en limitant la contrainte au strict nécessaire.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Des souris adultes seront utilisées pour les procédures expérimentales. La souris est l’espèce la plus adaptée à ce type de recherche, car son comportement est bien connu et son organisation cérébrale présente de fortes similarités avec celle des autres mammifères. Cela permet d’étudier de manière fiable les mécanismes que nous cherchons à comprendre. Il existe chez la souris différentes lignées, dont certaines sont génétiquement modifiées pour permettre d’observer ou d’activer précisément certains groupes de cellules du cerveau. Ces outils sont indispensables pour répondre aux questions scientifiques du projet. Les interventions prévues ne peuvent être réalisées que sur des animaux entièrement développés, ce qui explique l’utilisation de souris adultes. Les jeunes souris nées à l’animalerie seront uniquement manipulées pour être identifiées par un petit tatouage sur la patte et pour être génotypées (un minuscule prélèvement au bout de la queue) vers l’âge d’une semaine. À cet âge précoce, la cicatrisation est rapide et ces gestes n’entraînent pas de gêne durable. Le génotypage précoce permet d’organiser l’élevage de manière efficace et d’utiliser de façon optimale le nombre total d’animaux produits.