Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2024-04-08 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-935228)
Pour savoir si la présence d’un congénère modifie la consommation d’héroïne, 1 910 rats vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun subit au moins une chirurgie sous anesthésie générale, injection intracérébrale d’une heure trente, implantation d’électrodes ou de fibres optiques de trois heures, pose de cathéter d’une heure, puis porte un capuchon de ciment dentaire sur le crâne. Une partie s’auto-administre l’héroïne, d’autres sont placés en position d’observateurs. Le porteur indique que la surconsommation peut conduire à une overdose et à la mort, que les rats sont isolés après l’opération et que leur alimentation reste contrôlée pour les garder motivés. Il justifie le recours au rat par le fait qu’il « s’auto-administre l’ensemble des agents toxicologiques consommés par l’humain » et par l’interdiction, en France, de fournir des drogues d’abus dans une expérimentation humaine.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le rôle du contexte social dans la consommation de drogue n’est pas bien déterminé. Chez le rat, la diffusion d’un enregistrement de vocalises ultrasoniques, que les rats émettent pour communiquer les uns avec les autres, diminue la consommation de cocaïne, de même que la présence physique d’un congénère avec lequel il peut interagir. Cette diminution est d’autant plus forte lorsque le congénère est inconnu plutôt que familier (c’est à dire le partenaire de cage). Ces effets peuvent varier en fonction du type de drogue ou de son mode d’administration. On observe ainsi à l’opposé une augmentation de la consommation d’alcool chez le rat mis en présence d’un congénère. Ce projet vise à évaluer l’impact de ces contextes sociaux sur la consommation d’un autre type de drogue, l’héroïne. Le noyau subthalamique (NST) est impliqué dans les comportements de recherche et consommation de drogue et son implication dans l’influence de la présence d’un congénère ou la diffusion d’un enregistrement de vocalises ultrasoniques a été mis en évidence. Ses connections avec d’autres structures cérébrales, pourraient, elles aussi, être impliquées dans ces processus. Le but de ce projet est donc de caractériser les réseaux cérébraux liés au NST responsables des modulations de la prise d’héroïne dans les contextes sociaux décrits précédemment. Nous utiliserons différentes techniques afin d’évaluer sélectivement le rôle de chaque connexion. Notre objectif est également de mettre en évidence d’éventuelles différences en fonction du sexe des individus, en étudiant à la fois des rats mâles et femelles. Dans son ensemble, ce travail conduira à une meilleure compréhension des substrats neurobiologiques d’un effet du contexte social, déterminant pour la réduction des risques de consommation de drogues.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le but de ce projet est de découvrir quels sont les substrats cellulaires et moléculaires du NST et de son réseau pour mieux comprendre les processus émotionnels en lien ou non avec la prise de drogue, notamment l’effet du contexte social, qui peut être protecteur ou non en fonction de la drogue consommée. Pour cela, nous utiliserons la présence d’un observateur, qui permet une approche plus écologique et plus réaliste de la consommation de drogue chez l’humain. L’identité du congénère variera en fonction de sa familiarité, de son sexe et de son historique de consommation afin de déterminer l’impact de chaque paramètre social sur la consommation d’héroïne. En plus d’améliorer les modèles animaux d’addiction, ce projet générera des résultats à fort impact translationnel, apportant de nouvelles perspectives sur la physiopathologie de l’addiction, des potentiels effets réducteurs de risques des interactions sociales et confirmera le potentiel de la manipulation du NST pour le traitement de cette pathologie. Il permettra aussi de mieux comprendre les potentiels effets secondaires de la manipulation du NST. De plus, il permettra de mettre en évidence le rôle du NST dans la motivation et les comportements sociaux, et d’appréhender de nouvelles bases neurales de certains troubles liés, comme celui du spectre autistique.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
L’ensemble des animaux de ce projet seront soumis au moins une fois à un acte chirurgical, réalisée sous anesthésie générale. Ces interventions peuvent être de différents types : injection intracérébrale (1h30), implantation d’électrodes ou de fibres optiques (3h), pose de cathéter (1h).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
* Les nuisances attendues sont les conséquences « classiques » à court terme des interventions chirurgicales. Durant les jours suivant l’opération, les animaux peuvent perdre un peu de poids, présenter une activité réduite. Dans le cas de l’implantation de fibres optiques, de même que celle des électrodes, les animaux peuvent ressentir une gêne due au poids du chapeau protecteur fait en ciment dentaire. Plus rarement, les animaux peuvent présenter un saignement au niveau des cicatrices. En général, ces nuisances s’estompent en 2-3 jours. Les animaux sont isolés durant cette période. * Un autre type de nuisance, pouvant engendrer du stress, est l’appariement fait entre les animaux de façon aléatoire à la réception des individus. Lorsque l’alimentation devient contrôlée (les animaux ne sont pas restreints, mais pas ad libitum), un sujet très dominant peut empêcher son partenaire de cage de s’alimenter correctement. * Les matériaux utilisés pour fabriquer et maintenir les cathéters ou fibres optiques ou électrodes, peuvent parfois engendrer des ‘bagarres’ entre partenaires de cage. En effet, les éléments en plastique, plus ou moins mous, les constituant, peuvent être ‘rongés’ par l’un des rats, provoquant ainsi une gêne et/ou un stress chez l’autre individu * La consommation d’héroïne n’induit pas d’augmentation générale de l’activité de l’animal, mais au contraire peut avoir un effet sédatif. Ces effets diminuent rapidement (environ 1h) après la dernière dose auto-administrée. * La surconsommation de drogue peut conduire à une overdose et la mort de l’animal. * Après une perte de contrôle de la consommation de drogue (protocole d’escalade de la consommation), l’animal n’ayant pas accès ad-libitum à la drogue, il peut présenter des symptômes de manque. * Les injections éventuelles d’analgésiant et d’anesthésique, de même que l’entretien du cathéter peuvent également engendrer du stress.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux du projet seront mis à mort après les études comportementales afin de vérifier que les injections des virus et implantations de fibres optiques et le cas échéant, d’électrodes d’enregistrement aient été correctement localisées. Cela est nécessaire afin de confirmer que les effets observés sur les comportements des rats soient liés aux structures cérébrales ciblées.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Ce projet a pour but d’étudier l’état fonctionnel d’un réseau cérébral dans une pathologie précise. L’étude des comportements de consommation, qu’ils soient physiologiques ou pathologiques, requiert par définition que l’animal soit vigile et libre de ses mouvements. Le rongeur, et plus particulièrement le rat, est donc un modèle de choix, ne pouvant être remplacé pour ce genre d’étude. Le recours à des méthodes invasives exclut de fait les études chez le sujet humain, d’autant qu’il est interdit en France de fournir des drogues d’abus dans le cadre d’expérimentation humaine.
2. Réduction
L’expertise acquise dans l’équipe sur ce type d’expérience nous a permis de fixer a priori le nombre d’animaux nécessaires. Par expérience, 10 animaux sont nécessaires par condition testée pour permettre de mettre en évidence un effet comportemental dans les protocoles d’auto-administration de drogues ; ce nombre prenant en compte l’exclusion de certains individus suite à d’éventuels problèmes inhérents à ce type d’étude (infection, cathéter bouché etc…). Pour les études combinant auto-administration et optogénétique et electrophysiologiques, 15 animaux par condition testée sont nécessaires pour anticiper de possibles mauvais placements des fibres ou électrodes. Pour la photométrie, 5 animaux par groupes sont suffisants. Les rats observateurs naïfs à la drogue pourront venir d’autres protocoles de l’équipe après accord de la SBEA (Structures chargées du Bien Etre des Animaux) afin de diminuer le nombre d’animaux nécessaire. Les rats observateurs non naïfs à la drogue seront les mêmes que les rats sujets qui s’auto-administreront la drogue.
3. Raffinement
Les animaux auront une période d’acclimatation à l’animalerie ainsi qu’aux expérimentateurs avant le début des expérimentations afin de réduire au maximum le stress potentiel. La gestion de la douleur pendant et après les procédures douloureuses et les expérimentations est toujours prise en compte par des personnels compétents et sera améliorée si besoin par injection d’analgésiques spécifiques. Une grille de score sera utilisée systématiquement en période post-opératoire, ainsi que tout au long de l’expérimentation pour le suivi du bien-être des animaux, afin de surveiller au mieux les animaux et prendre les décisions les plus adaptées sans attendre. La souffrance des animaux sera limitée au maximum par une surveillance quotidienne. Les animaux seront hébergés si possible par 2 dans leur cage à l’animalerie, avec accès ad libitum à l’eau. La nourriture sera contrôlée afin de garder les animaux motivés. Les cages sont enrichies grâce à la présence d’objets divers et variés (bâtonnets en bois, rouleau en carton…changés régulièrement afin de diversifier au maximum l’environnement des animaux). La gestion de la douleur pendant et après les procédures douloureuses et les expérimentations est toujours prise en compte par des personnels compétents et sera améliorée si besoin par injection d’analgésiques spécifiques.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le rat est un modèle animal de choix pour l’étude de l’addiction. En effet, les modèles comportementaux de référence sont connus et maîtrisés, et il existe de nombreux tests comportementaux permettant de tester les différents symptômes de la pathologie. Par ailleurs, l’étude des comportements de consommation, qu’ils soient physiologiques ou pathologiques, requiert par définition que l’animal soit vigil et libre de ses mouvements. Le rongeur, et plus particulièrement le rat, est donc un modèle de choix, puisqu’il s’auto-administre l’ensemble des agents toxicologiques consommés par l’humain. De plus le rat est un animal social dont le comportement se rapproche de l’humain, avec mise en place d’un système hiérarchique et organisé, un communication visuelle, olfactive, auditive et tactile. C’est un bon modèle d’étude du comportement social. Afin d’améliorer la précision de nos chirurgies, et donc de réduire le nombre d’animaux utilisés, nous réaliserons nos expériences chez des rats adultes (>7-8 semaines), un stade du développement cérébral en adéquation avec notre question scientifique.