Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
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Impact du stress thermique subi in utero sur le contenu en petits ARN non codants des spermatozoïdes ovins produist à l’âge adulte (RESIST) – partie 2/4
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Les 40 brebis donneuses sont transportées deux heures, reçoivent une éponge vaginale et dix injections, puis sont tuées pour que les embryons soient collectés dans leur utérus. 120 brebis receveuses subissent une chirurgie sous anesthésie générale pour le transfert de ces embryons mâles, et 30 des gestantes passent tout le dernier mois de gestation à 30 °C le jour, avec un risque d'avortement ou de mise bas précoce selon le porteur. 220 moutons sont ainsi utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, pour mesurer l'effet de la chaleur in utero sur les spermatozoïdes des descendants. Les 60 agneaux mâles subissent cinq prises de sang et des collectes de semence, sont suivis jusqu'à neuf mois environ puis tués pour prélever leurs testicules et leur prostate, tandis que les brebis receveuses retournent au troupeau.
Objectifs
Dans un contexte de changement climatique, ce projet vise à étudier les conséquences d’une exposition à des températures élevées pendant la fin de la gestation sur le développement de la descendance chez les ovins. L’hypothèse posée par l’étude est qu’une exposition à la chaleur pendant la vie fœtale peut modifier le fonctionnement du placenta et affecter le développement de différents organes chez la descendance. Une attention particulière sera portée au développement de l’appareil reproducteur mâle, car des altérations de la qualité ou de la quantité des spermatozoïdes pourraient avoir des conséquences sur la fertilité et les performances de reproduction. Les analyses porteront notamment sur des mécanismes épigénétiques, qui permettent à notre environnement d'influencer le fonctionnement de certains gènes, sans modifier notre ADN. L’étude repose sur la comparaison d’animaux présentant des capacités différentes de tolérance à la chaleur, élevés dans des conditions climatiques contrastées. Les objectifs scientifiques sont de caractériser les effets du stress thermique sur le fœtus, d’évaluer ses conséquences à long terme sur le développement de la descendance mâle et d’identifier les mécanismes biologiques favorisant l’adaptation aux fortes températures et leur origine. Ce projet se déroulera sur 4 établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet cherche à mieux comprendre les conséquences de l’augmentation des températures liée au changement climatique sur les animaux d’élevage. Plus particulièrement, il étudie l’impact d’une exposition à la chaleur pendant la gestation sur le développement fœtal, le poids à la naissance, la croissance des individus et les capacités de reproduction des animaux à l’âge adulte. Les chercheurs souhaitent déterminer si une exposition à des températures élevées avant la naissance peut avoir des effets durables sur le développement des animaux. Ils étudieront également les mécanismes naturels qui permettent à certains animaux de mieux résister à la chaleur que d’autres et chercheront à savoir si cette capacité d’adaptation dépend principalement de la mère ou des échanges entre la mère et le fœtus pendant la gestation. Les résultats attendus permettront de mieux comprendre comment les animaux s’adaptent aux fortes chaleurs et comment ces adaptations peuvent influencer leur santé et leurs performances de reproduction. À plus long terme, ces connaissances pourraient contribuer au développement de stratégies permettant de limiter les effets négatifs des épisodes de chaleur sur les animaux d’élevage et ainsi aider les filières agricoles à faire face aux conséquences du changement climatique.
Procédures
Les donneuses d’embryons subiront un transport de 2 heures entre l'EU1 et l'EU2, une pose d'éponge par voie intravaginale, une série de 8 injections par voie intra-musculaire et 2 injections intra-veineuses sur animal vigile (EU1). Si les inséminations sont faites avec de la semence congelée, une laparoscopie sera réalisée sur chacune des brebis à inséminer (EU4). Le temps d’intervention de cet acte se compte en minutes (3 à 5 min par brebis). Concernant les receveuses, une pose d'éponge par voie intra-vaginale, une injection par voie intra-musculaire et 2 injections intra-veineuses sur animal vigile et une chirurgie sous anesthésie générale et analgésie pour le transfert d’embryons (30 minutes) seront réalisées (EU2 et 3). Durée de chaque injection : quelques secondes. 3 prises de sang seront effectuées sur l’ensemble des 60 mères gestantes (à 110 jours, 125 et ~147 jours de gestation). 30 de ces brebis gestantes subiront un stress thermique en bâtiment à ambiance contrôlé durant tout le dernier mois de gestation (30°C en journée et 25°C la nuit). Les descendants mâles subiront 5 prises de sang (naissance, 1, 3, 6 et 9 mois) et des collectes de semence (3 éjaculats par mâles à partir de 8 mois d’âge ; EU2). La durée d'une prise de sang est d'une à deux minutes, contention comprise et celle de la collecte d’un éjaculat de quelques minutes.
Impact sur les animaux
Le transport entre l'EU2 et l'EU1 et la découverte d’un nouvel environnement pourra engendrer un stress transitoire chez les femelles. Certains effets indésirables liés à l’anesthésie et la chirurgie peuvent survenir (hypothermie et douleurs post-opératoires). Le stress thermique pourrait entrainer une hyperthermie sur les brebis avec des difficultés de régulation de température corporelle et respiratoire dues également au dernier stade de gestation. Un risque d’avortement ou de mise-bas précoce pourrait survenir. Un petit hématome pourrait apparaitre à la jugulaire, lié aux quelques prises de sang effectuées. Enfin, le stress généré par l’ensemble des manipulations pourrait également apporter une nuisance supplémentaire.
Devenir
Pour des raisons de compatibilité avec les objectifs de l’étude, la collecte des embryons sera réalisée sur les utérus post-mortem. Les 40 femelles donneuses d'embryons seront donc euthanasiées. Les 120 embryons mâles collectés seront remis en place dans 120 femelles receveuses synchronisées. Toutes celles non gestantes, qui ne seront donc pas intégrées à la suite de la procédure (stress thermique) retourneront au sein du troupeau d’origine (N~60). Toutes celles qui seront gestantes entreront dans l’étape suivante de la procédure (N~60). En fin de procédure, ces mères pourront retourner dans le troupeau d’origine après Le SEVRAGE des descendants. Les descendants mâles seront mis à mort à la fin de l’expérimentation afin de collecter les organes nécessaires à l’étude fonctionnelle de l’impact du dérèglement climatique. L’étude portant sur divers organes, dont les testicules et la prostate, une approche par biopsie n’est pas compatible. Leur retour au sein du troupeau n’est également plus possible (reproduction compromise).
Remplacement
Il n’existe actuellement aucune méthode alternative permettant d’étudier de manière fiable les conséquences d’une exposition à la chaleur pendant la gestation sur le développement des animaux après leur naissance et jusqu’à l’âge adulte. Les objectifs du projet nécessitent d’évaluer les interactions complexes entre la mère, le placenta et le fœtus, ainsi que leurs effets à long terme sur la croissance, la santé et la reproduction de la descendance. Les modèles cellulaires ou les cultures de tissus disponibles aujourd’hui ne permettent pas de reproduire l’ensemble des mécanismes biologiques qui se déroulent au cours de la gestation ni d’évaluer leurs conséquences sur l’organisme entier. Ils ne permettent notamment pas d’étudier les effets de la chaleur sur les échanges entre la mère et le fœtus, ni les répercussions de cette exposition sur le développement futur de l’animal. L’utilisation d’animaux est donc indispensable pour atteindre les objectifs scientifiques du projet et améliorer les connaissances sur les conséquences du changement climatique pour les animaux d’élevage.
Réduction
Le nombre d’animaux a été optimisé de façon à obtenir des résultats pertinents, reproductibles et statistiquement valides. En ce sens, le nombre d’animaux inclus dans ce projet a été déterminé de manière à obtenir des résultats scientifiquement fiables tout en limitant au maximum leur utilisation. Les connaissances actuelles ne permettent pas encore de prédire précisément les effets d’une exposition à la chaleur pendant la gestation sur le développement futur des animaux. De plus, certaines caractéristiques biologiques étudiées présentent naturellement une forte variabilité entre individus. Le projet prévoit donc le suivi de 60 descendants mâles issus de mères réparties dans différents groupes expérimentaux, avec ou sans exposition à la chaleur pendant la fin de la gestation. Cette organisation permettra de comparer les effets des conditions étudiées tout en tenant compte de la variabilité naturelle observée entre les animaux. Le nombre d’animaux a également été calculé pour compenser les pertes pouvant survenir au cours de l’expérimentation, notamment lorsqu’une gestation n’aboutit pas ou lorsqu’un animal ne peut pas être inclus dans toutes les étapes du suivi. Afin d’obtenir les 60 descendants nécessaires à l’étude, 120 femelles receveuses seront incluses dans le protocole. 40 femelles donneuses seront également nécessaires pour produire les embryons transférés.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe, conformément à leur comportement naturel, dans des espaces adaptés avec une litière paillée et différents enrichissements permettant de favoriser leur confort et leurs comportements habituels. Les interventions chirurgicales nécessaires à l’insémination intra-utérine (éventuelle) et au transfert des embryons seront réalisées sous anesthésie générale avec une prise en charge adaptée de la douleur avant, pendant et après l’intervention. Des mesures complémentaires seront mises en place pour assurer le confort des animaux, notamment le maintien de leur température corporelle pendant et après la chirurgie. Les techniques utilisées sont choisies afin de limiter au maximum le caractère invasif des interventions et de favoriser une récupération rapide. Les prélèvements sanguins seront réalisés par du personnel qualifié et expérimenté selon des méthodes couramment utilisées en élevage. Ces actes sont de courte durée et n’entraînent qu’une gêne légère et temporaire. Les animaux seront habitués à la présence des soigneurs et manipulés dans des conditions visant à réduire leur stress. Après chaque prélèvement, une récompense alimentaire leur sera distribuée. L’état de santé et le comportement des animaux seront surveillés quotidiennement pendant toute la durée du projet. En cas d’apparition d’un problème de santé ou de signes de douleur, un traitement approprié sera administré sous la supervision du vétérinaire référent afin de limiter au maximum toute souffrance.
Choix des espèces
Les ovins ont été choisis en raison de leur reproduction saisonnée, soumise au stress thermique soit en fin de gestation, soit en début de gestation (selon les pratiques des éleveurs). De plus les avantages biologiques apportés par cette espèce (temps de gestation court et taille des animaux) permettent aux ovins de servir de modèle pour d’autres espèces et notamment les gros ruminants. Cette étude permettra d'évaluer l'effet d’un stress thermique appliqué en fin de gestation (dernier mois) en environnement contrôlé sur la construction du phénotype de la descendance. Mais également d’identifier les mécanismes de thermo-adaptation et leur origine, en comparant deux races ovines ayant des capacités de résilience différentes au stress thermique (race française vs Brésilienne). Toutes les femelles (donneuses et receveuses) seront des adultes sexuellement matures. Les animaux générés après mise-bas seront des agneaux mâles et ils seront suivi jusqu’à un stade post-puberté (~9 mois d’âge). Ces animaux permettront d'évaluer l'effet d’un stress thermique appliqué en fin de gestation (dernier mois) en environnement contrôlé sur la construction du phénotype de la descendance.
Validation de nouveaux biomarqueurs RMN (Imagerie par résonnance magnétique nucléaire) par l’histologie dans des modèles murins d’atrophie et d’hypertrophie des muscles squelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Deux examens d'IRM de trois heures chacun sous anesthésie encadrent le protocole de chaque souris : 298 souris mâles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées après le second examen pour prélever les muscles des pattes arrière. Entre les deux, chacune subit une seule de ces procédures : section totale ou partielle du nerf sciatique, patte immobilisée une ou deux semaines, huit à douze semaines d'entraînement intensif sur tapis roulant, ou injections répétées d'une molécule de croissance musculaire. Le porteur présente l'IRM comme une contribution au remplacement, tout en indiquant que la validation par histologie implique un "plus grand nombre" de souris dans un premier temps. Il réserve l'étude aux mâles, chez qui certaines réponses seraient "plus marquées", au nom de la réduction.
Objectifs
La résonance magnétique nucléaire (RMN) est à l’origine des techniques d’imagerie médicale comme l’IRM, utilisées depuis de nombreuses années pour observer l’intérieur du corps sans intervention chirurgicale. Ces techniques sont aujourd’hui très utiles pour étudier les maladies des muscles et du cœur. Elles permettent notamment de suivre l’apparition de graisse dans les muscles, l’inflammation, les œdèmes ou encore certaines anomalies du fonctionnement musculaire. Au sein du laboratoire, de nouvelles méthodes d’imagerie sont développées afin d’améliorer l’étude des muscles chez les animaux de laboratoire, avec l’objectif de pouvoir ensuite appliquer ces méthodes chez les patients. Pour vérifier la fiabilité des images obtenues, les chercheurs les comparent à l’histologie, une technique qui consiste à analyser les tissus musculaires au microscope. Cette méthode est très précise, mais elle nécessite un prélèvement de muscle et ne peut donc pas être utilisée facilement chez l’être humain, en particulier lorsque les muscles sont déjà très fragilisés. Le projet a pour objectif de créer une base de données reliant les résultats obtenus par imagerie RMN et par histologie pour différents types d’atteintes musculaires. Cette comparaison permettra de mieux interpréter les images obtenues par IRM et de développer de nouveaux indicateurs fiables, appelés biomarqueurs. Dans un premier temps, les chercheurs étudieront des modèles provoquant une augmentation (hypertrophie) ou une diminution (atrophie) de la taille des muscles. Ces modèles ont été choisis car ils modifient principalement la taille des fibres musculaires, sans entraîner beaucoup d’autres changements, ce qui facilite la comparaison entre les images RMN et les observations au microscope. L’objectif est d’identifier des biomarqueurs capables de détecter précisément l’atrophie ou l’hypertrophie musculaire grâce à l’IRM. À terme, ces outils pourront être utilisés dans des maladies neuromusculaires plus complexes afin de distinguer différents types d’atteintes musculaires sans avoir recours à des prélèvements invasifs. Enfin, lors d’une future utilisation en clinique, les médecins pourront comparer les résultats obtenus chez les patients avec cette base de données de référence associant imagerie et histologie, afin d’améliorer le diagnostic et le suivi des maladies musculaires.
Bénéfices attendus
Sur le plan des connaissances scientifiques, ce projet permettra de mieux caractériser les phénomènes d’hypertrophie (augmentation de la taille des muscles) et d’atrophie musculaire (diminution de la masse musculaire) grâce à deux approches complémentaires : l’histologie, qui permet d’observer les tissus au microscope, et la RMN (résonance magnétique nucléaire), utilisée en imagerie médicale. Sur le plan de la recherche préclinique, ce travail contribuera au développement de nouveaux biomarqueurs obtenus par RMN et validés par l’histologie. Ces biomarqueurs pourront ensuite être utilisés dans de futurs travaux de recherche sur les maladies neuromusculaires, avant une application potentielle chez les patients afin d’améliorer le diagnostic et le suivi des atteintes musculaires.
Procédures
Le présent projet comprend quatre procédures expérimentales distinctes et chaque animal participera à une seule de ces séries d'actes. Avant le début des expériences, les animaux bénéficieront d’un examen d'imagerie réalisé sous anesthésie générale. Cet examen permettra d’obtenir des images de référence des muscles avant traitement. Sa durée maximale sera de 3 heures. Chaque animal sera soumis à une seule des quatre séries d'actes suivantes : 1 - Dénervation de la patte. Cette intervention consiste à interrompre totalement ou partiellement l’activité d’un nerf contrôlant les muscles de la patte. Elle sera réalisée sous anesthésie générale et durera environ 10 minutes. Des traitements antidouleur seront administrés avant et après l’intervention. 2 - Immobilisation de la jambe. Une seule patte sera immobilisée pendant 1 ou 2 semaines afin d’étudier les effets du manque d’utilisation du muscle. La mise en place de l’immobilisation sera réalisée sous anesthésie générale et durera environ 5 minutes. Malgré cette immobilisation, les animaux pourront continuer à se déplacer librement dans leur cage puisque seule une patte sera concernée. 3 - Des animaux suivront un programme d’entraînement physique de type HIIT (High Intensity Interval Training), 8 ou 12 semaines ,à raison de 3 à 4 fois par semaine pendant 20 minutes par séance. 4 - Injections répétées (2 à 4 fois par semaine pendant 4 semaines) d’une molécule stimulant la croissance musculaire. Les injections sont réalisées par voie sous-cutanée sur animal anesthésié. À la fin des procédures expérimentales, un second examen d'imagerie sera réalisé sous anesthésie générale afin d’évaluer les modifications musculaires provoquées par les traitements. Cet examen durera au maximum 3 heures. À l’issue du dernier examen d'imagerie, les animaux seront euthanasiés sous anesthésie profonde afin de permettre l’analyse des tissus musculaires.
Impact sur les animaux
L’immobilisation d’une jambe n’empêchera pas les animaux de se déplacer normalement et d’interagir entre eux de manière normale. Les doigts resteront visibles dans le but de voir d'éventuelles lésions, dans ce cas le dispositif sera immédiatement retiré. La dénervation partielle ou définitive du nerf sciatique entrainera un inconfort plus important, les animaux pourront toujours se déplacer car la dénervation sera effectuée de manière unilatérale. D’autre part les animaux subissant une dénervation seront soumis à des actes chirurgicaux aseptiques, et à la pose de sutures chirugicales pour éviter tout risque d'infection. Le geste chirurgical peut induire une inflammation et éventuellement une infection locale. Le geste chirurgical est associé à une douleur locale. L’hypertrophie musculaire sera obtenue par des protocoles d’entrainement des animaux sur tapis roulant, ce qui entrainera seulement un léger inconfort. L’hypertrophie obtenue par l’entrainement devrait être modérée. Dans le but d’obtenir une hypertrophie musculaire plus importante, l’hypertrophie sera induite pharmacologiquement. Les injections sous cutanées répétées pourront également provoquer un léger inconfort. Une des nuisances attendues du projet sont liés aux anesthésies pouvant induire une détresse respiratoire et une hypothermie si le système de maintien de la température corporelle présente un défaut.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés après l’examen RMN en fin de procédure, l’euthanasie permettra le prélèvement de tissus musculaires des membres postérieurs en vue d’analyses histologiques.
Remplacement
La résonance magnétique nucléaire (RMN) contribue au principe de Remplacement des 3R en permettant d’étudier de nombreux paramètres du tissu musculaire directement chez l’animal vivant. Cette approche réduit le recours à des méthodes plus invasives, comme l’histologie ou les analyses biochimiques, qui nécessitent généralement un prélèvement de tissu et donc l’euthanasie de l’animal. Dans le cadre de ce projet, des analyses histologiques restent toutefois nécessaires afin de valider les biomarqueurs obtenus par RMN. Cette étape implique l’utilisation d’un plus grand nombre d’animaux dans un premier temps. Cependant, les résultats attendus permettront ensuite de développer des biomarqueurs fiables capables de limiter, voire d’éviter, le recours à l’histologie dans les études futures. À ce jour, il n’existe pas de modèle in vitro capable de reproduire fidèlement la complexité du muscle, notamment son organisation, son fonctionnement mécanique et son métabolisme énergétique. L’utilisation de modèles animaux reste donc indispensable pour étudier les muscles squelettiques et cardiaques dans des conditions proches de la réalité physiologique. Plusieurs modèles animaux de maladies neuromusculaires existent, notamment chez les rongeurs, les chiens ou les chats. Les modèles murins sont particulièrement utilisés en recherche fondamentale et préclinique car ils sont faciles à manipuler, nécessitent moins de ressources et permettent de reproduire de nombreuses caractéristiques observées dans les maladies humaines.
Réduction
La mise en place des modèles expérimentaux nécessitera également l’utilisation d’animaux. Dans cette première étape, le nombre d’animaux sera volontairement limité à 4 par groupe expérimental. Cette phase permettra de vérifier que les procédures sont fiables, reproductibles et adaptées, tout en testant les nouvelles techniques de RMN développées dans le cadre du projet. Afin de limiter le nombre d’animaux utilisés, les groupes de la phase comparative comprendront entre 10 et 12 animaux selon les procédures étudiées. Ce nombre a été choisi pour être suffisamment élevé afin de garantir la fiabilité des analyses statistiques, tout en restant aussi réduit que possible conformément aux principes de réduction du nombre d’animaux utilisés en recherche. Au total, 298 animaux seront inclus dans le projet.
Raffinement
La RMN contribue également au troisième principe de la règle des 3R, appelé Raffinement, qui vise à améliorer les conditions expérimentales afin de réduire au maximum la douleur, le stress et l’inconfort des animaux. Les progrès technologiques constants en imagerie RMN permettent aujourd’hui d’obtenir, en recherche préclinique, des images extrêmement précises, avec une résolution bien supérieure à celle utilisée en pratique clinique chez l’être humain. Ces avancées permettent d’obtenir davantage d’informations tout en limitant le recours à des méthodes invasives. Le raffinement concerne également les conditions d’hébergement des animaux. Les animaux seront maintenus en groupe dans des cages adaptées et ventilées, avec un environnement enrichi comprenant notamment des tubes en carton et des matériaux permettant la fabrication de nids, afin de favoriser leur bien-être. Tous les examens RMN seront réalisés sous anesthésie gazeuse afin d’éviter les mouvements pendant l’acquisition des images et de limiter le stress des animaux durant les examens. Les procédures de dénervation seront réalisées uniquement par du personnel qualifié et formé aux techniques chirurgicales. Des traitements antidouleur seront administrés avant et après l’intervention afin de réduire la douleur liée à la chirurgie. Si des signes de douleur apparaissent au cours de l’étude, des traitements complémentaires seront immédiatement mis en place. L’état de santé des animaux sera surveillé quotidiennement par du personnel compétent, conformément à la réglementation en vigueur. Les animaux seront également pesés régulièrement afin de détecter rapidement toute perte de poids anormale ou tout signe de souffrance. Enfin, des critères d’arrêt précis seront appliqués tout au long du projet. Ceux-ci prendront en compte l’état général des animaux, leur âge ainsi que le nombre d’examens réalisés, afin de garantir leur bien-être pendant toute la durée de l’étude.
Choix des espèces
Les souris constituent un modèle expérimental de référence en recherche biomédicale, en raison de leur petite taille, de la maîtrise de leurs conditions d’hébergement et de la disponibilité de nombreux outils expérimentaux validés. Le présent projet sera conduit exclusivement sur des animaux sans pathologie préexistante. Les modèles murins sont largement utilisés pour l’étude de nombreuses pathologies humaines, notamment dans le domaine des maladies neuromusculaires, pour lesquelles ils présentent une forte pertinence translationnelle. Le laboratoire dispose d’une expertise établie dans le développement et l’utilisation de techniques d’imagerie et de spectroscopie par résonance magnétique nucléaire appliquées à l’étude du muscle squelettique chez la souris. Afin d’assurer la robustesse, la comparabilité et la reproductibilité des données, ce modèle animal sera maintenu. À terme, ces approches ont vocation à être transposées à des modèles de pathologies musculaires plus complexes, reposant fréquemment sur l’utilisation de lignées transgéniques majoritairement développées chez la souris. Le développement et la validation de ces méthodes dans ce modèle sont donc nécessaires en amont. Toutes les procédures expérimentales seront réalisées sur des animaux ayant atteint l’âge adulte, défini comme un âge minimal de deux mois. Les souris incluses dans l’étude seront âgées de 8 à 14 semaines, afin de garantir une homogénéité des groupes expérimentaux. Cette stratégie vise à limiter les variations interindividuelles liées à la croissance, susceptibles d’altérer la répétabilité et la reproductibilité des mesures. Les modèles murins d’atrophie et d’hypertrophie du muscle squelettique, ainsi que les procédures de validation de nouveaux biomarqueurs par imagerie par résonance magnétique nucléaire et analyses histologiques associées, peuvent être réalisés indifféremment chez des animaux mâles ou femelles. Toutefois, certaines réponses physiologiques, en particulier dans les modèles d’hypertrophie musculaire, sont rapportées comme étant plus marquées chez les mâles. Dans un objectif de réduction du nombre total d’animaux utilisés, conformément au principe des 3R, il a été décidé de limiter cette étude à l’utilisation exclusive de souris mâles.
Caractérisation neurobiologique par photométrie de modèles murins de trouble bipolaire
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Toutes tuées à l'issue pour que leur cerveau soit prélevé, 2 784 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles subissent une chirurgie de trois heures pour l'implantation de fibres optiques, une injection sous la peau chaque jour pendant neuf semaines, des tests comportementaux que le résumé ne nomme pas, et pour une partie quatre privations de sommeil de seize heures. Le porteur affirme que le traitement injecté n'a "aucun impact sur le bien-être" des souris, sans nommer la substance. Il reconnaît qu'il n'existe "pas de modèle expérimental établi" du trouble bipolaire, et ce projet vise à caractériser deux méthodes d'induction récentes.
Objectifs
Le trouble bipolaire est la 6e cause d’invalidité mondiale avec plus de 45 millions de personnes atteintes. Il est caractérisé par une alternance entre des phases dépressives similaires à la dépression majeure et des phases maniaques présentant une élévation anormale de l’humeur ainsi que des altérations cognitives. L’espérance de vie des patients est réduite en moyenne de 10 ans à cause du risque élevé de mort par suicide et de comorbidités (en particulier les maladies cardiovasculaires). Cependant, les mécanismes neurobiologiques ainsi que les éléments précipitant les différentes phases restent largement méconnus, à tel point qu’il n’existe pour l’instant pas de modèle expérimental établi récapitulant les principaux aspects de la maladie. L’objectif de ce projet est de développer des méthodes pour étudier les phases maniaques et dépressives du trouble bipolaire au niveau comportemental, puis de se focaliser sur les transitions entre phase, un aspect méconnu de la maladie qui pourrait amener à une meilleure compréhension de sa biologie et à de nouvelles pistes thérapeutiques. Pour cela, nous avons besoin d’un modèle de la maladie récapitulant les deux phases à l’échelle individuelle. Nous proposons ici de caractériser deux modèles récents de trouble bipolaire allant dans ce sens.
Bénéfices attendus
Les études précliniques sont peu nombreuses sur le trouble bipolaire et sont critiques pour mieux comprendre sa neurobiologie et de nouvelles thérapies. Cette étude permettra de développer de nouvelles pistes de compréhension de la maladie au niveau cérébral avec un suivi longitudinal et individuel des animaux.
Procédures
Les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale sous anesthésie de 3 heures pour enregistrer par la suite les indicateurs neurophysiologiques dans un modèle de trouble bipolaire nécessitant une injection sous-cutanée quotidienne. Une partie des animaux sera soumise à une privation de sommeil parrtielle et intermittente sur 4 jours (4 fois 16h).
Impact sur les animaux
Les injections (7 fois par semaine sur 9 semaines), sont espacées de 24h. Les doses utilisées sont modérées par rapport à celles utilisées dans la littérature. Elles peuvent théoriquement provoquer une légère douleur au niveau du site d’injection. Les tests comportementaux sont couramment utilisés et peuvent provoquer un stress modéré en lien avec la manipulation, les contensions et l’isolement dans certains cas. Nos données préliminaires suggèrent que le traitement n’a aucun impact sur le bien-être des animaux. La perturbation du sommeil génèrera un inconfort modéré chez les animaux en lien avec des privation partielle de sommeil de durée limitée (4 fois 16h). Pour les implantations de fibres optiques : la chirurgie est susceptible d’induire douleurs physiques et inconfort chez l’animal, avec perte potentielle de poids et mobilité réduite dans les 2 jours qui suivent la procédure. Cependant ce risque est mitigé par un suivi rapproché pendant les jours suivant l’intervention avec une prise en charge préventive.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés et les cerveaux seront récupérés pour des études ultérieures
Remplacement
Aucune méthode alternative in vitro n’est disponible à ce jour pour répondre à la problématique posée. Le stress chez l’animal, comme modèle de pathologie psychiatrique humaine, repose sur l’observation du comportement de l’animal vivant. L’étude de la réponse cérébrale et comportementale nécessite également l’utilisation d’animaux.
Réduction
Des méthodes statistiques validées et pertinentes indiquent un nombre d’animaux/sexe/groupe de 12 individus auxquels il faut ajouter 3 individus en raison de la variabilité pouvant être associée à l’approche de neurochirurgie chez la souris.
Raffinement
Les conditions d’élevage des animaux seront optimales au regard des normes en vigueur avec enrichissement du milieu (cabanes plexiglass et cartons, tubes). Les animaux sont hébergés une semaine avant l’initiation des expériences. Des habituations à la pièce d’expérimentation d’au moins une heure sont réalisées avant les tests comportementaux pour diminuer le stress des animaux. En cas de blessure, les animaux recevront un traitement analgésique jusqu’à la disparition des signes de douleur. En cas d’hypothermie, chaque animal est placé sur une couverture thermorégulée pour éviter toute hypothermie. Les éxpérimentateurs 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 gradés sont appliqués : les animaux surveillés sont pesés et auscultés quotidiennement (hydratation, température, état de la blessure si blessure). Un renforcement positif (gâteau) est également fourni suite aux interventions.
Choix des espèces
Les similarités entre la neurobiologie humaine et celle de la souris, ainsi que l'expérience du laboratoire dans l'évaluation comportementale des rongeurs, l’implémentation de modèles de troubles de l’humeur, ainsi que la possibilité d’utiliser des approches interventionnelles in vivo font de la souris le modèle le plus pertinent. Les techniques précédemment mentionnées seront mises en œuvre ultérieurement une fois les modèles mieux caractérisés. Les souris seront adultes, âgées de 7 semaines ou plus. Le modèle ayant été développé chez des animaux adultes et les patients étant typiquement diagnostiqués à l’âge adulte, nous nous focalisons sur le stade adulte dans un premier temps.
Implication fonctionnelle des circuits thalamo-corticaux dans la formation et la consolidation des souvenirs
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
1 404 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à la fin de chaque procédure pour des analyses post mortem. Chacun subit une chirurgie du cerveau d'une heure trente à deux heures trente, garde parfois un dispositif fixé sur la tête, puis passe des tests de mémoire : un environnement associé à jusqu'à cinq stimulations "désagréablement ressentie", de nature non précisée, un apprentissage spatial en six à huit sessions, des tests d'interactions sociales et d'odeurs alimentaires, avec un rationnement pour les tests à récompense. Le but est de comprendre comment une région profonde du cerveau relaie les souvenirs entre deux autres zones. Le porteur écrit que "toute souffrance sera évitée", au motif que le "bien-être animal" est "essentiel pour garantir des données comportementales fiables".
Objectifs
Les recherches actuelles suggèrent que les souvenirs durables sont progressivement stockés dans différentes zones du cerveau. Cependant, on comprend encore mal comment un souvenir est attribué à des groupes précis de cellules nerveuses lors de son enregistrement. Des travaux récents montrent qu’une région profonde du cerveau sert de relais entre une zone impliquée dans la mémorisation des expériences récentes et une autre région participant au stockage des souvenirs à long terme. Dans ce projet, nous souhaitons mieux comprendre comment ces différentes régions cérébrales communiquent entre elles pendant la création des souvenirs chez le rat. Dans un premier temps, nous étudierons les connexions entre cette région relais et plusieurs zones du cerveau impliquées dans la mémoire. Ensuite, nous analyserons leur rôle en enregistrant leur activité ou en modifiant temporairement certaines communications entre ces régions. L’objectif est de déterminer plus précisément leur fonction chez le rat adulte soumis à différents tests de mémoire faisant appel à des odeurs, à l’environnement ou à l’orientation dans l’espace. Ces tests permettront d’étudier la formation des souvenirs à différents moments après l’apprentissage.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra, à court terme, de mieux caractériser les connexions entre certaines régions du cerveau ainsi que leur rôle dans différents aspects de la formation des souvenirs. À moyen terme, ces résultats contribueront à mieux comprendre les mécanismes cérébraux impliqués dans les troubles de la mémoire. À long terme, ce projet fondamental présente une perspective translationnelle en pouvant aider à identifier l’origine des amnésies et de l’oubli accéléré observés dans certaines maladies psychiatriques et neurodégénératives, et ainsi orienter de futures stratégies diagnostiques ou thérapeutiques.
Procédures
Dans le cadre de ce projet, les animaux pourront être soumis à différentes interventions expérimentales. Intervention chirurgicale réalisée sous anesthésie générale : 1 intervention par animal, durée de 1 h 30 à 2 h 30. Administration de substances nécessaires au protocole expérimental : une seule injection intrapéritonéale sera administrée par animal. Test de mémoire lié à l’environnement : 1 session de 8 minutes pouvant inclure jusqu’à 5 stimulations désagréablement ressentie ; puis 1 session de rappel d’environ 10 minutes. Test de mémoire spatiale : plusieurs sessions d’apprentissage (6 – 8 sessions) et de rappel (1 session), de 5 à 60 minutes selon les étapes. Test de mémoire lié aux interactions sociales et aux odeurs alimentaires : 1 à 2 sessions de 5 à 30 minutes. Mesure ou modulation temporaire de l’activité cérébrale pendant les tests comportementaux : 1 à 8, d’une durée identique à celle du test concerné (5 à 60 minutes).
Impact sur les animaux
Les opérations réalisées sous anesthésie générale, impliquant une intervention au niveau du cerveau et la pose de petits dispositifs, peuvent entraîner un impact négatif temporaire sur le bien-être des animaux pendant les heures ou les jours suivant l’intervention. Après certaines opérations, les animaux porteront un petit dispositif fixé sur la tête pour maintenir le matériel en place ; malgré sa petite taille, il peut occasionner une légère gêne. Certains tests comportementaux peuvent entraîner un inconfort ou un stress passager chez les animaux, sans conséquence durable sur leur bien-être. Pour certains tests fondés sur une récompense alimentaire, un rationnement alimentaire sera mis en place afin de maintenir la motivation des animaux, avec un impact limité sur leur bien-être. Certaines procédures nécessitent des injections de substances. Celles-ci peuvent entraîner un risque de douleur transitoire au site d’injection, bien que les produits utilisés ne soient pas considérés comme douloureux. La manipulation nécessaire pour maintenir l’animal peut également provoquer un stress modéré et une gêne passagère.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure afin de procéder aux études post mortem.
Remplacement
Elucider les bases neuronales de fonctions cognitives ne peut, par définition, s’étudier que chez des organismes entiers. L’approche cognitive chez l’homme n’autorise pas la manipulation fine des circuits neuronaux qui est nécessaire à la compréhension de leur fonctionnement. De même, les approches basées sur la modélisation du fonctionnement du cerveau sont utiles, mais restent complémentaires des approches expérimentales in vivo, qui permettent de tester et de valider les prédictions des modèles.
Réduction
Nous cherchons à utiliser le nombre minimal d’animaux permettant d’obtenir des données fiables et exploitables. Le nombre d’animaux par groupe correspond au minimum nécessaire pour comparer rigoureusement les résultats, tout en tenant compte des pertes éventuelles au cours de l’étude. Le recours à des méthodes temporaires permettant d’activer ou d’inhiber certaines zones du cerveau de manière réversible permet également de diminuer le nombre d’animaux nécessaires. De plus, les différentes procédures seront réalisées dans un ordre logique afin de ne poursuivre les expérimentations que sur les voies présentant un intérêt confirmé par les étapes précédentes, ce qui contribuera à réduire encore le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Le bien-être animal étant essentiel pour garantir des données comportementales fiables, toute souffrance sera évitée. Les protocoles chirurgicaux ont été optimisés afin de limiter au maximum l’inconfort et la douleur. Les animaux seront observés quotidiennement ; dès qu’un problème est détecté, l’expérimentateur interviendra pour prodiguer les soins nécessaires ou, si besoin, mettre fin à la procédure. Des critères d’arrêt et des mesures de prise en charge adaptés ont été définis afin de garantir une gestion optimale de la douleur et de l’inconfort. Les tests comportementaux susceptibles de provoquer un inconfort temporaire seront réalisés selon des conditions strictement encadrées et limitées au minimum nécessaire pour obtenir les observations attendues. L’objectif recherché est une réaction passagère, sans effet durable sur l’animal.
Choix des espèces
De manière générale, les rongeurs constituent un modèle pertinent pour l’étude du système nerveux. Les grands principes d’organisation et de fonctionnement des circuits neuronaux sont largement conservés au cours de l’évolution. De plus, de nombreuses épreuves comportementales validées permettent d’évaluer chez le rat des fonctions cognitives complexes. Enfin, les processus de développement cérébral et les mécanismes neurobiologiques sous-jacents présentent de fortes similitudes avec ceux des autres mammifères, ce qui permet d’extrapoler les résultats obtenus à la compréhension du fonctionnement cérébral humain. Les animaux utilisés pour ce projet seront des rats jeunes adultes âgés d’environ 8-9 semaines (250-275 g) au début des expériences afin de limiter la variabilité de taille et garantir une bonne reproductibilité des positions utilisées lors des chirurgies cérébrales.
Etude des propriétés anatomiques et fonctionnelles des neurones granulaires développementaux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Les souris subissent une ou deux chirurgies de trente minutes pour des injections dans le cerveau, et 72 d'entre elles reçoivent en plus, éveillées et sous contention, une injection dans l'abdomen. 538 souris, dont des souris génétiquement modifiées, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour que leur cerveau soit analysé. Le projet porte sur des neurones d'une région cérébrale liée à la mémoire et aux émotions, avec des retombées médicales renvoyées au plus long terme. Le résumé ne nomme ni cette région, ni ce qui est injecté dans le cerveau, ni ce que vivent les souris entre la chirurgie et leur mise à mort.
Objectifs
Ce projet vise à mieux comprendre les propriétés et le rôle de certains neurones, des cellules du cerveau, situés dans une région essentielle à la mémoire et à la régulation des émotions.
Bénéfices attendus
À court terme, le projet permettra de mieux comprendre les caractéristiques de ces neurones. À moyen terme , ces résultats permettront de mieux comprendre comment ces cellules participent à la mémoire, aux apprentissages et aux émotions. À plus long terme, ces connaissances pourront contribuer à mieux comprendre certaines maladies qui affectent ces fonctions cérébrales et guider de futures recherches médicales.
Procédures
Les animaux seront soumis soit à une chirurgie (sous anesthésie, 30 minutes ; 256 animaux), soit à une chirurgie (sous anesthésie, 30 minutes) suivie d’une injection dans la cavité abdominale associée à une contention de l'animal (animaux vigiles, environ 30 secondes) (72 animaux), soit à deux chirugies (sous anesthésie, 2 × 30 minutes ; 210 animaux).
Impact sur les animaux
La principale nuisance susceptible d’être subie par les souris est la douleur associée à la chirurgie réalisée lors des injections intracérébrales. Une douleur légère et de courte durée pourra également être induite par les injections réalisées dans la cavité abdominale.
Devenir
Tous les animaux injectés seront mis à mort car leurs cerveaux sont récupérés pour les analyses.
Remplacement
Il n'existe actuellement aucune méthode utilisant uniquement des cellules en laboratoire ou des simulations informatiques permettant de reproduire la complexité de cette région du cerveau. Cette étude ne peut donc être réalisée que chez l'animal.
Réduction
Nous utiliserons le plus petit nombre de souris possible afin d’obtenir des résultats fiables. Le nombre d’animaux a été calculé pour répondre aux objectifs scientifiques tout en évitant toute utilisation inutile. Les méthodes expérimentales ont été optimisées grâce à notre expérience afin de limiter le nombre d’animaux nécessaires. Des souris mâles et femelles seront incluses dans l’étude. Enfin, l’élevage des souris génétiquement modifiées sera planifié en fonction des besoins de chaque expérience afin d’éviter la production d’animaux en excès.
Raffinement
Une attention particulière sera portée au bien-être des animaux tout au long de l’étude. Les souris seront surveillées afin de détecter rapidement tout signe d’inconfort ou de souffrance. Des mesures adaptées seront mises en place si nécessaire, comme l’administration de traitements contre la douleur, l’adaptation des soins ou une surveillance renforcée, et ce en accord avec le vétérinaire. Les interventions chirurgicales seront réalisées avec des méthodes d’anesthésie et de prise en charge de la douleur appropriées, ainsi qu’un suivi attentif après l’intervention. Des outils d’évaluation objective de l’état général des animaux (poids, apparence et comportement) permettront d’adapter les soins à chaque situation. Si l’état d’un animal ne s’améliore pas malgré ces mesures, il sera retiré de l’étude afin d’éviter toute souffrance inutile.
Choix des espèces
Le modèle utilisé dans ce projet est la souris, car cette étude fait suite à un précédent projet réalisé chez cette même espèce. La région cérébrale étudiée produit des neurones depuis la période embryonnaire jusqu’à l’âge adulte. Les analyses seront réalisées chez des souris âgées de 12 ou 24 semaines, permettant d’étudier respectivement des neurones formés au cours de la vie embryonnaire ou à l’âge adulte lorsqu’ils ont atteint un stade de maturation. Ces âges ont été choisis afin de permettre une comparaison directe avec les résultats obtenus dans le projet précédent.
Caractérisation des structures lymphoïdes tertiaires dans un modèle murin de cancer du poumon non à petites cellules
- Recherche fondamentale
- Oncologie
45 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Éveillées et maintenues dans un système de contention, elles reçoivent une injection de cellules tumorales dans la veine de la queue, puis développent des nodules dans les poumons, que le porteur dit susceptibles de provoquer difficultés respiratoires, amaigrissement et "une douleur modérée". Le projet sert à vérifier si cette méthode d'induction fait apparaître des structures immunitaires dans les tumeurs, et le porteur prévoit qu'en cas d'échec les recherches s'orienteront vers d'autres méthodes. Il affirme qu'un "modèle animal immunocompétent est indispensable", les organoïdes et cultures en 3D ne reproduisant pas selon lui le tissu tumoral.
Objectifs
Le projet vise à étudier la formation et les caractéristiques de structures fonctionnelles induites dans les tumeurs pulmonaires, appelées les structures lymphoïdes tertiaires (TLS). Ces structures permettent de mettre en place localement une réponse immunitaire antitumorale. Pour cela, un modèle murin d’adénocarcinome pulmonaire sera établi par injection intraveineuse de cellules tumorales pulmonaires. Ce modèle permettra d’induire le développement de nodules tumoraux pulmonaires reproduisant certains aspects du cancer pulmonaire humain. Les tumeurs seront ensuite analysées afin d’identifier la présence, l’organisation et la composition cellulaire des TLS, ainsi que leur association avec la progression tumorale et les réponses immunitaires locales. Les objectifs sont les suivants: - Établir et valider un modèle murin d’adénocarcinome pulmonaire par injection intraveineuse de cellules tumorales. - Déterminer si ce modèle induit la formation de structures lymphoïdes tertiaires dans la tumeur. - Caractériser la composition cellulaire et l’organisation des TLS (cellules immunitaires). Explorer le rôle potentiel des TLS dans la réponse immunitaire antitumorale.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre la formation des structures lymphoïdes tertiaires (TLS) dans le cancer du poumon. Ces structures immunitaires sont associées à une meilleure réponse aux immunothérapies dans plusieurs cancers, mais leurs mécanismes de formation restent encore mal connus. Ce travail permettra d’établir et de valider un modèle murin pertinent pour étudier les TLS dans le microenvironnement tumoral pulmonaire. Les résultats obtenus permettront de déterminer si ce modèle reproduit la formation de TLS observée chez l’Homme. Si ce modèle est validé, il pourra être utilisé dans de futurs projets visant à mieux comprendre le rôle des cellules immunitaires dans la formation et la fonction des TLS. À l’inverse, si aucune formation de TLS n’est observée, ces résultats permettront d’orienter les recherches vers d’autres modèles expérimentaux plus adaptés. À plus long terme, ce projet pourrait contribuer à l’identification de nouveaux biomarqueurs et au développement de nouvelles stratégies d’immunothérapie dans le cancer du poumon.
Procédures
Les animaux vigiles dans un système de contention adapté recevront une administration unique de cellules tumorales (durée de l’acte technique : 2 minutes). À la fin de l’expérimentation, une procédure chirurgicale sans réveil sera réalisée sous analgésie et anesthésie générale (durée de l’acte : environ 5 minutes).
Impact sur les animaux
Les animaux pourront présenter une gêne transitoire liée à l’injection intraveineuse, incluant un stress léger lors de la contention ainsi qu’une douleur légère ou un petit hématome localisé au niveau de la queue en cas d’irritation liée à l’injection. Le développement des tumeurs pulmonaires pourra entraîner une perte de poids progressive, des signes respiratoires tels qu’une augmentation de la fréquence respiratoire (polypnée), une difficulté respiratoire (dyspnée) ou une respiration abdominale, ainsi qu’une diminution de l’activité générale. Les animaux pourront présenter une douleur modérée liée au développement tumoral pulmonaire, pouvant s’accompagner d’une altération de l’état général, incluant hypoactivité, posture anormale, poil hérissé, diminution de la prise alimentaire ou isolement. Les nuisances potentielles liées à l’anesthésie comprennent notamment une hypothermie et une dépression respiratoire.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés afin de permettre le prélèvement des poumons et la réalisation des analyses histologiques et immunologiques nécessaires à l’atteinte des objectifs du projet, notamment l’identification, la quantification et la caractérisation des structures lymphoïdes tertiaires (TLS) au sein du microenvironnement tumoral. Le maintien en vie des animaux n’est pas envisageable, car les données expérimentales reposent sur l’analyse ex vivo des tissus tumoraux pulmonaires. Par ailleurs, cette stratégie permet d’obtenir un maximum d’informations à partir de chaque animal grâce à la réalisation d’analyses multiples (histologie, immunohistochimie, analyses cellulaires), contribuant ainsi à limiter le nombre total d’animaux utilisés dans le cadre du projet et des études futures.
Remplacement
À l’heure actuelle, il n’existe pas de méthodes alternatives non animales permettant de reproduire de manière satisfaisante la complexité du microenvironnement tumoral pulmonaire et la formation des structures lymphoïdes tertiaires (TLS). Ces structures résultent d’interactions dynamiques entre cellules tumorales, cellules immunitaires et stroma, au sein d’un tissu organisé et vascularisé, ce qui ne peut être modélisé de façon adéquate par des approches in vitro (cultures cellulaires 2D/3D, organoïdes) ou in silico. Bien que certaines approches ex vivo ou de modélisation puissent apporter des informations partielles, elles ne permettent pas d’étudier l’initiation, l’organisation spatiale et la maturation des TLS dans un contexte physiologique intégré, ni les interactions systémiques impliquées dans la réponse immunitaire antitumorale. Ainsi, l’utilisation d’un modèle animal immunocompétent est indispensable pour atteindre les objectifs du projet. Ce projet constitue par ailleurs une étape préalable visant à valider la pertinence du modèle, permettant d’éviter le recours à des animaux dans des études ultérieures si celui-ci s’avérait inadapté.
Réduction
Le nombre d’animaux (45), a été déterminé de manière à obtenir des résultats scientifiquement robustes tout en respectant le principe de réduction. Chaque expérience comportera 15 animaux recevant une injection intraveineuse de cellules tumorales. Ce nombre a été choisi comme le minimum nécessaire pour permettre l’observation fiable du développement tumoral et de la formation éventuelle de structures lymphoïdes tertiaires, en tenant compte de la variabilité biologique interindividuelle. Afin de garantir la reproductibilité des résultats et de permettre une analyse statistique appropriée, l’expérience sera répétée trois fois de manière indépendante, portant le nombre total d’animaux à 45. La taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance, et sur la base de nos conncaissances en terme d'hétérogénité du système immunitaire chez la souris. Aucun groupe contrôle supplémentaire n’est nécessaire, l’objectif étant de valider l’établissement du modèle tumoral et la présence ou l’absence de TLS. Les effectifs ont été déterminés sur la base des données de la littérature, afin d'obtenir une puissance statistique suffisante. La stratégie expérimentale repose sur une étude pilote visant à valider la pertinence du modèle, ce qui permet d’éviter l’utilisation d’un nombre plus important d’animaux dans des projets ultérieurs si le modèle s’avérait non adapté. De plus, les analyses seront optimisées afin de maximiser les données obtenues à partir de chaque animal (analyses histologiques et immunologiques multiples sur les mêmes tissus), limitant ainsi le recours à des animaux supplémentaires. Enfin, les données obtenues seront exploitées de manière rigoureuse à l’aide de tests statistiques adaptés.
Raffinement
Les procédures expérimentales ont été conçues afin de minimiser la douleur, la souffrance et le stress des animaux à chaque étape du projet. Les animaux bénéficieront d’un temps d'acclimatation de 8 jours avant le début des procédures. Ils seront hébergés en groupes de 5 animaux par cage dans des conditions conformes à la réglementation en vigueur, avec un environnement enrichi favorisant leur bien-être et offrant un espace adapté à leurs déplacements. Les injections seront réalisées par du personnel expérimenté afin de limiter les échecs et les manipulations répétées. Une attention particulière sera portée à l’accès à l’alimentation, avec la mise à disposition, si nécessaire (en cas d’amaigrissement ou de difficulté d’alimentation), de nourriture enrichie sous forme de gelée et l’ajout de croquettes. Les animaux feront l’objet d’une surveillance clinique régulière, comprenant une surveillance quotidienne par le personnel animalier ainsi qu’un suivi régulier par les expérimentateurs (2 à 3 fois par semaine). Ce suivi inclura le contrôle du poids, du comportement et des signes respiratoires, permettant une détection précoce de toute altération de l’état général. Dès l’apparition des tumeurs, la fréquence de surveillance sera renforcée, avec notamment des pesées régulières (2 à 3 pesées hebdomadaires) et une évaluation attentive des signes cliniques (amaigrissement, posture anormale, difficultés respiratoires) pour rechercher des signes d’altération de l’état général. Des points limites stricts et précoces seront appliqués afin d’éviter toute souffrance prolongée. Les conditions d’hébergement respecteront les standards en vigueur, avec enrichissement du milieu pour favoriser le bien-être des animaux. L’ensemble du personnel impliqué est formé aux bonnes pratiques en expérimentation animale, garantissant une prise en charge adaptée et respectueuse des animaux tout au long de l’étude.
Choix des espèces
La souris (Mus musculus) a été choisie comme modèle expérimental en raison de sa large utilisation et de sa pertinence pour l’étude du cancer du poumon et du système immunitaire. Elle permet le développement de modèles syngéniques immunocompétents indispensables à l’étude des interactions entre cellules tumorales et système immunitaire, notamment dans le cadre de la formation des structures lymphoïdes tertiaires (TLS), structures formées dans les tumeurs et permettant la génération d'une réponse antitumorale locale. De plus, la souris offre un large éventail d’outils génétiques permettant, dans des projets ultérieurs, d’étudier de manière ciblée le rôle de gènes d’intérêt dans des cellules telles que les lymphocytes B. Enfin, aucune autre espèce ou méthode alternative ne permet actuellement d’étudier de manière intégrée la tumorigenèse pulmonaire et la formation des TLS dans un organisme entier, justifiant le recours à ce modèle animal. Les animaux utilisés dans ce projet seront des souris adultes jeunes, âgées de 7 à 9 semaines au moment du début des procédures expérimentales. A ce stade de développement, les souris sont sevrées, ont atteint leur taille adulte et ont un système immunitaire mature, indispensable pour l’étude des interactions entre les cellules tumorales et les cellules immunitaires, notamment dans le cadre de la formation des TLS.
Rôle d’une lectine et du microbiote intestinal dans les maladies métaboliques du foie
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
380 souris vont être utilisées, chacune nourrie d'un régime riche en calories pendant un à trois cycles, et soumise à la fin de chaque cycle à deux tests de tolérance au glucose et à l'insuline, avec des prises de sang répétées pendant environ deux heures. Le porteur déclare un niveau de souffrance léger, et indique que le régime fait grossir les souris et accumuler de la graisse dans leur foie, parfois avec une baisse d'activité. Le projet emploie une lignée transgénique qui exprime dans le foie une lectine, REG3A, dont l'équipe veut comprendre le rôle dans la maladie du foie gras. Toutes les souris sont tuées à l'issue pour prélever leur foie, alors que les pistes de dépistage et de traitement restent annoncées au conditionnel et à "plus long terme".
Objectifs
La MASLD (maladie hépatique stéatosique associée à un dysfonctionnement métabolique), souvent appelée « maladie du foie gras », est aujourd’hui très fréquente dans les pays occidentaux. Elle est notamment liée à des troubles comme le surpoids ou le diabète. Dans les cas les plus graves, elle peut évoluer vers des maladies sérieuses du foie, comme la cirrhose ou le cancer. Nous nous intéressons à une lectine de type C, que notre corps produit lorsqu’il est soumis à un stress. Cette protéine joue plusieurs rôles utiles : elle aide à protéger contre certaines bactéries, limite les dommages causés aux cellules et pourrait empêcher le foie de se dégrader. Nos premiers résultats montrent que cette protéine est présente dès les débuts de la maladie chez l’être humain. Chez l’animal, elle semble ralentir l’aggravation des atteintes du foie. Elle agirait notamment en protégeant l’environnement des cellules du foie et en limitant la formation de « cicatrices » dans le tissu, un phénomène qui peut à terme empêcher le foie de fonctionner correctement. L’objectif de notre projet est de mieux comprendre comment fonctionne cette protéine. À terme, cela pourrait permettre de développer de nouvelles approches pour protéger le foie et éviter que la maladie ne devienne grave.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif de mieux comprendre ce qui se passe dès les premiers stades de la MASLD. Nous nous intéressons en particulier aux interactions entre l’intestin et le foie, ainsi qu’aux changements qui surviennent dans l’environnement des cellules du foie. En étudiant le rôle d'ue lectine de type C, nous cherchons à comprendre comment elle peut limiter l’inflammation, le stress subi par les cellules et les dérèglements du métabolisme. Mieux connaître ces mécanismes pourrait permettre d’agir très tôt, avant que la maladie n’entraîne des dommages irréversibles. À plus long terme, ces travaux pourraient aider à détecter la maladie plus précocement grâce à de nouveaux marqueurs biologiques, et à identifier de nouvelles pistes de traitement. L’objectif est de prévenir l’évolution vers des formes graves, comme la cirrhose ou le cancer du foie, qui restent aujourd’hui des maladies lourdes avec des conséquences importantes sur la santé.
Procédures
Les souris recevront une alimentation riche en calories, de façon continue ou alternée avec une alimentation standard, pendant un à trois cycles selon les groupes. De petits prélèvements de sang seront réalisés au début de l’étude et à la fin de chaque cycle. Ces prélèvements, réalisés sous anesthésie locale, dureront environ 30 secondes à 1 minute. À la fin de chaque cycle, les souris seront également placées individuellement pendant environ 15 minutes dans une boîte propre afin de recueillir spontanément des échantillons d’urine et de fèces. Ces échantillons seront utilisés notamment pour étudier le microbiote intestinal, c’est-à-dire l’ensemble des microorganismes présents dans l’intestin. À la fin de chaque cycle, des tests de tolérance au glucose et à l’insuline seront réalisés sur les mêmes animaux, à des jours différents, avec une semaine de récupération entre les deux tests. Ces tests impliquent une administration de glucose par voie orale ou d’insuline par injection, ainsi que de petits prélèvements de sang répétés pendant environ deux heures.
Impact sur les animaux
L’alimentation riche en calories utilisée dans cette étude peut entraîner chez les souris une prise de poids et une accumulation de graisses dans le foie, reproduisant ainsi les premières étapes de la MASLD. Dans certains cas, cela peut s’accompagner d’une légère baisse d’activité ou d’un état général un peu altéré aux stades les plus avancés. Les tests réalisés pour étudier le métabolisme impliquent de petites injections et des prélèvements de sang de très faible volume. Ces procédures peuvent provoquer un stress ponctuel, mais elles sont courtes et encadrées.
Devenir
À la fin des expériences, les animaux sont euthanasiés afin de permettre l’analyse de leurs organes, indispensable pour comprendre les mécanismes de la MASLD. Cette étape est nécessaire, car certaines informations ne peuvent être obtenues qu’en étudiant directement les tissus. Selon les besoins de l’étude, les organes, en particulier le foie, sont prélevés pour différents types d’analyses (observation des tissus, études biologiques ou cellulaires). Ces analyses permettent de mieux comprendre comment la maladie se développe et comment elle pourrait être freinée.
Remplacement
Dans ce projet, il n’est pas possible de remplacer totalement l’utilisation d’animaux. En effet, la MASLD est une maladie complexe qui implique de nombreuses interactions entre différents organes, notamment le foie, l’intestin, le système immunitaire, c’est-à-dire l’ensemble des cellules et mécanismes de défense de l’organisme, et le métabolisme global, qui correspond à l’ensemble des processus permettant à l’organisme de produire, utiliser et stocker l’énergie et de réguler notamment les sucres et les graisses. Ces interactions, qui se produisent à l’échelle du corps entier, ne peuvent pas encore être reproduites de manière fiable en laboratoire avec des cellules isolées ou des modèles informatiques. Des méthodes alternatives existent, comme l’étude de cellules en culture, et elles sont utilisées dès que possible dans ce projet. Elles permettent d’analyser certains mécanismes précis, mais ne suffisent pas à elles seules pour comprendre l’ensemble de la maladie. Dans un souci de limiter au maximum l’utilisation d’animaux, les chercheurs privilégient également l’utilisation de tissus déjà prélevés pour réaliser de nombreuses analyses, sans recourir à de nouveaux animaux. Cette approche permet de réduire le nombre d’animaux nécessaires tout en poursuivant les objectifs scientifiques du projet.
Réduction
Le nombre de souris utilisées dans ce projet a été soigneusement calculé à partir de résultats préliminaires, afin d’utiliser le minimum d’animaux nécessaire tout en garantissant des résultats fiables. Chaque groupe comprend un nombre limité de souris, suffisant pour observer des effets biologiques significatifs sans excès. Les différentes souris utilisées sont comparables entre elles afin de limiter les variations et d’obtenir des résultats plus précis. Une évaluation intermédiaire est également prévue en cours d’étude pour vérifier s’il est nécessaire de poursuivre jusqu’au nombre maximal d’animaux prévu, ou si des conclusions peuvent être tirées plus tôt. Par ailleurs, tous les échantillons collectés sont conservés et réutilisés pour d’autres analyses. Cette organisation permet d’éviter d’avoir recours à de nouveaux animaux et contribue à réduire leur utilisation au strict nécessaire.
Raffinement
L’alimentation utilisée dans cette étude peut entraîner une prise de poids et une accumulation de graisses dans le foie, reproduisant ainsi les premières étapes de la MASLD, sans douleur attendue pour les animaux. Les souris font l’objet d’un suivi attentif tout au long de l’étude (poids, comportement, mobilité, aspect général) afin de s’assurer de leur bon état de santé. Des critères précis sont définis à l’avance pour intervenir rapidement si nécessaire et éviter toute souffrance prolongée. Les manipulations (pesées, injections, prélèvements) sont limitées au strict nécessaire et réalisées par du personnel qualifié, en veillant à réduire au maximum le stress des animaux. Les souris sont hébergées dans un environnement adapté et enrichi (avec des matériaux pour faire leur nid et des abris), afin d’améliorer leur confort et leur bien-être. Enfin, les procédures réalisées en fin d’étude se déroulent sous anesthésie générale, sans réveil de l’animal, conformément à la réglementation en vigueur.
Choix des espèces
La souris constitue l’espèce la plus pertinente pour ce projet car elle présente des caractéristiques physiologiques et métaboliques permettant d’étudier les mécanismes de la MASLD. Le métabolisme hépatique des lipides et des glucides, ainsi que les interactions entre le foie, le tissu adipeux, l’intestin et le système immunitaire, présentent des similitudes importantes avec ceux observés chez l’être humain. Les souris sont également particulièrement adaptées à l’étude des effets de régimes alimentaires riches en lipides et en sucres sur le développement progressif de la stéatose hépatique, de l’inflammation et du remodelage de la matrice extracellulaire. L’utilisation de la lignée transgénique exprimant spécifiquement REG3A dans le foie permet en outre d’étudier directement le rôle de cette protéine dans la progression de la maladie. Des souris âgées de 8 à 12 semaines seront utilisées. À cet âge, les souris sont adultes et leur croissance est largement achevée. Leur poids corporel présente alors des variations limitées lorsqu’elles reçoivent une alimentation standard, ce qui permet de mieux distinguer les variations de poids et les modifications métaboliques induites par les régimes expérimentaux.
Influence du milieu urbain sur les rythmes circadiens des mésanges charbonnières (Parus major)
- Conservation des espèces
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Les mésanges charbonnières de ce projet sont des oiseaux sauvages, capturés en ville et en forêt, ou élevés en captivité depuis l'état de poussin pour comparer leurs rythmes d'activité. 264 mésanges vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré : capture, transport, baguage, hébergement individuel temporaire et une prise de sang, les autres mesures portant sur l'activité des oiseaux sans que les tests soient détaillés. La plupart doivent être relâchées, 214 selon le champ structuré. 32 seront tuées pour des analyses neurobiologiques de leur horloge interne, et 18 venant d'une autre métropole ne pourront pas être relâchées, sans que le résumé dise ce qu'elles deviennent.
Objectifs
L’urbanisation constitue l’une des transformations environnementales les plus rapides et les plus profondes des paysages naturels, exposant les organismes à des modifications majeures de leur habitat. Parmi ces changements, les perturbations nocturnes liées aux activités humaines, telles que la pollution lumineuse artificielle et le bruit, sont désormais reconnues comme des facteurs susceptibles d’altérer les rythmes biologiques, la physiologie et le comportement des animaux sauvages. Certaines études ont mis en évidence des différences entre populations urbaines et forestières chez différentes espèces, avec notamment un avancement du début de l’activité en milieu urbain. Toutefois, les mécanismes sous-jacents à ces divergences demeurent encore mal compris, en particulier la part respective des effets environnementaux immédiats et des effets génétiques. L’objectif général de ce projet est d’évaluer comment les perturbations environnementales nocturnes liées à l’urbanisation influencent les rythmes d’activité et la synchronisation de l’horloge biologique interne chez une espèce modèle d’oiseau, la mésange charbonnière (Parus major). Cette espèce est particulièrement adaptée à ce type d’étude en raison de sa large distribution, de sa capacité à occuper des habitats urbains contrastés, et de l’abondance de données écologiques et physiologiques disponibles. Plus spécifiquement, ce projet poursuit deux objectifs principaux. Premièrement, il vise à caractériser les différences entre populations naturelles urbaines et forestières, en comparant les profils d’activité journaliers, les niveaux d’activité globaux et certains traits physiologiques et comportementaux. Deuxièmement, il cherche à distinguer les effets environnementaux des contributions génétiques. En comparant des individus élevés dans des conditions identiques, il sera possible de tester si les différences observées sur les populations naturelles persistent en l’absence des contraintes environnementales propres aux habitats d’origine (urbain/forestier).
Bénéfices attendus
Ce projet apportera des connaissances scientifiques dans le domaine de l’écologie urbaine et de l’étude des rythmes biologiques. Il s’inscrit dans le cadre d’un suivi ayant déjà permis l’étude de plusieurs effets de l’urbanisation sur la biodiversité. Ce projet, abordant une thématique nouvelle pour le suivi, contribuera à une meilleure compréhension des mécanismes par lesquels l’urbanisation influence les rythmes biologiques et le comportement des animaux sauvages, un enjeu important dans un contexte d’expansion urbaine mondiale. En combinant des données mesurées sur des populations naturelles et des mesures des oiseaux élevés dans les mêmes conditions environnementales, ce projet permettra de distinguer les effets de l’environnement de ceux liés à leur origine génétique entre populations urbaines et forestières. Cette approche intégrative est encore rare et constitue une avancée méthodologique importante.
Procédures
Une seule prise de sang (durée: 1 minute) et de petit volume (1% du volume sanguin total). Les autres observations seront exclusivement comportementales et réalisées sur des oiseaux libres de leurs mouvements.
Impact sur les animaux
Les principales contraintes pour les animaux sont liées à leur capture, leur transport, leur hébergement temporaire et les différentes manipulations réalisées dans le cadre de l'étude. La capture et les manipulations (baguage, mesures et prise de sang) peuvent provoquer un stress de courte durée et un léger inconfort. Dans de rares cas, elles peuvent entraîner des blessures mineures, comme la perte de quelques plumes ou un petit hématome après la prise de sang. Le transport et l'hébergement individuel temporaire peuvent également perturber momentanément le comportement des oiseaux, notamment en raison de la nouveauté de l'environnement et de l'absence temporaire de contacts sociaux. Le volume de sang prélevé sera largement inférieur aux recommandations en vigueur pour des oiseaux de cette taille et les animaux feront l'objet d'une surveillance régulière tout au long de l'étude. Cette étude cherche à comprendre comment l’horloge biologique influence les comportements naturels des animaux. Pour garantir des résultats fiables, il est important que les animaux restent dans de bonnes conditions, sans stress important ni effets indésirables.
Devenir
La grande majorité des oiseaux seront relâchés dans leur milieu d'origine en fin de procédure. Certains oiseaux ne pourront être relâchés, soit car ils proviennent d'une autre métropole où la mise en place du protocole de réhabituation à la vie sauvage est impossible (n=18), soit s'ils sont dans un état physique ne permettant pas de le relâcher. Un groupe d'oiseaux sera également mis à mort en vue d'analyses neurobiologiques des horloges biologiques (n=32).
Remplacement
Cette recherche fondamentale porte sur des animaux sauvages et vise notamment l’étude de leur physiologie et de leurs comportements, avec un intérêt particulier pour les mesures des rythmes endogènes. L’analyse des rythmes biologiques ne peut être réalisée sans le recours à des animaux vivants, impliquant nécessairement des manipulations et une expérimentation contrôlée. L'intérêt du projet de recherche est d'évaluer la dimension écologique et la réponse de l'organisme dans son entièreté face aux perturbations urbaines nocturnes.
Réduction
Les protocoles expérimentaux ont été élaborés afin de réduire au minimum le nombre d’animaux utilisés, tout en assurant une puissance statistique suffisante pour répondre aux objectifs scientifiques du projet. L’effectif total retenu, soit 80 poussins par an pour l’expérience en environnement contrôlé, ainsi que 30 mésanges charbonnières sauvages capturées par an, est fondé sur la littérature scientifique existante ainsi que sur des études antérieures comparables de l'étude des rythmes journaliers. La limitation du nombre d’individus est rendue possible par la réalisation de mesures multiples, incluant des paramètres liés aux rythmes journaliers tels que la période biologique propre ou la durée totale d'activité journalière, chez chaque individu. Cette approche permet d’optimiser l’exploitation des données recueillies tout en respectant le principe de réduction.
Raffinement
Les expérimentateurs ne manipuleront jamais les oiseaux seuls de façon à pouvoir se consulter entre personnes formées en cas de problème avec un oiseau. Cela permet de réduire les risques de nuisance due aux manipulations. Les opérateurs sont régulièrement ré-entrainés aux gestes adéquats et spécifiques à l’espèce étudiée. Les oiseaux en captivité avant l'expérience seront maintenus dans des espaces prévus et enrichis (e.g. volières de grande taille avec végétation naturelle et de nombreux perchoirs), leur fournissant des conditions de vie semi-naturelle. Tous les protocoles sont pensés pour réduire au maximum les nuisances et le stress des animaux, d'autant plus qu'un intérêt scientifique majeur du projet tient au suivi ultérieur en populations naturelles (paramètres démographiques et reproducteurs) des oiseaux qui auront été mesurés.
Choix des espèces
Mésange charbonnière (Parus major) La mésange charbonnière est un bon modèle d'étude car elle niche en nichoirs et donne ainsi accès aux paramètres démographiques de la population étudiée. C'est une espèce naturellement présente en ville comme en forêt, permettant une étude des effets de l'urbanisation. De plus, c'est un modèle d'étude qui peut à la fois être suivi en milieu naturel mais qui tolère aussi très bien la captivité. La mésange charbonnière est ainsi un modèle phare en écologie urbaine. Oiseaux sauvages : Les captures et les mesures de rythmes journaliers sont faites sur des nouvelles recrues âgées d'environ six mois, c'est-à-dire issues de la précédente reproduction. Oiseaux issus de l’élevage en environnement commun: Les mesures des rythmes journaliers sont faites sur des individus nés en 2024 et sur des nouvelles recrues âgées d'environ six mois. Les seules manipulations sur des poussins seront des mesures morphologiques pour étudier leur croissance durant l’élevage en environnement commun.
[MODIFICATION] Immunisation de souris en vue du développement d’anticorps monoclonaux
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Les souris reçoivent jusqu'à onze injections dans l'abdomen, ou une injection dans la veine située derrière le globe oculaire sous anesthésie gazeuse, et subissent jusqu'à douze prises de sang à la mâchoire. 600 souris vont être utilisées ainsi, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour que leurs organes, dont la rate, soient prélevés. Le porteur indique que la réaction immunitaire déclenchée entraîne une altération de leur état général, pour produire des lignées de cellules sécrétant des anticorps monoclonaux. Le résumé ne nomme aucune cible ni aucune application, et le porteur présente l'effectif comme "une estimation des projets à venir".
Objectifs
Depuis les années 1980, les anticorps ont profondément modifié la thérapeutique dans un grand nombre de pathologies, comme le cancer et les maladies inflammatoires chroniques. Bien que le développement des anticorps soit un processus complexe, et que certains d'entre eux peuvent entraîner des effets indésirables préoccupants, leur apport dans l'arsenal thérapeutique est majeur. Aujourd'hui, plus d'une cinquantaine d'anticorps sont disponibles dans des indications de plus en plus larges. Un grand nombre de nouveaux anticorps est actuellement en développement. Après injection d'un élèment déchenchant une réaction immunitaire (c'est-à-dire une réaction de défense de l'organisme), l’objectif est de récupérer les cellules productrices d’anticorps (spécifiques de cet élèment) pour générer des lignées de cellules sécrétant les anticorps d’intérêt. Ces dernières seront amplifiées à très petite échelle en plaques de culture. Les cellules seront ensuite éclatées pour développer les anticorps. L’utilisation des rongeurs reste indispensable pour créer de nouveaux anticorps contre des cibles car c’est uniquement la stimulation du système immunitaire qui va permettre d’atteindre l’objectif.
Bénéfices attendus
Les anticorps et leurs dérivés constituent la classe des principes actifs qui connaît le plus fort taux de développement actuel dans les domaines biotechnologique et pharmaceutique. En effet, ces anticorps sont des outils de recherche, des réactifs pour les tests d'analyses biologiques et des candidats potentiels à une utilisation thérapeutique. Ils offrent de nouvelles perspectives pour générer une réponse immunitaire protectrice et durable. Ainsi, ils sont aujourd’hui utilisés dans les traitements de cancers, de maladies inflammatoires, de migraine et plus récemment dans la lutte des formes graves de la Covid 19. Aujourd'hui, plus d'une cinquantaine d'anticorps sont disponibles dans des indications de plus en plus larges. Un grand nombre de nouveaux anticorps est actuellement en développement. Ce présent projet a pour but d’engendrer une réponse immunitaire spécifique chez l'animal. L’objectif principal est de récupérer les cellules productrices d’anticorps pour générer des lignées de cellules sécrétant les anticorps d’intérêt.
Procédures
[MODIFICATION] Les souris seront soumises à des injections et des prélèvements de sang. En effet, la réaction immunitaire sera réalisée par une injection dans l'abdomen puis par une autre injection dans l'abdomen (durée: 1 minute par injection, 11 INJECTIONS MAXIMUM SUR L'ENSEMBLE DU PROTOCOLE) ou dans une veine localisée derrière le globe oculaire (durée: 5min). Le volume administré sera choisi en respectant les volumes maximaux d’administration chez la souris. Des prélèvements de sang (12 AU MAXIMUM) pourront être réalisés à la veine de la mandibule afin de suivre le niveau de production d'anticorps des souris (durée: 2 min).
Impact sur les animaux
Les souris subiront des injections répétées dans l'abdomen ou une injection par voie intraveineuse. Ces administrations peuvent entraîner du stress chez l’animal lié à la contention, des douleurs, inflammations ou risques d'infections aux sites d'injection. Les injections réalisées dans la veine derrière le globe occulaire, peuvent produire des effets indésirables sur l’œil. Elles nécessitent une anesthésie par voie gazeuse des animaux pouvant générer une irritation des voies respiratoires. Les prélèvements de sang peuvent entraîner des risques de déshydratation ou de chute du volume sanguin et des hématomes aux sites de prélèvements. Le déclenchement d'une réaction immunitaire entraîne une altération de l'état général des animaux.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin de la procédure car il est nécessaire de prélever les organes pour extraire les anticorps.
Remplacement
L’utilisation des rongeurs reste indispensable pour créer de nouveaux anticorps contre des cibles car c’est uniquement la stimulation du système immunitaire qui va permettre d’atteindre l’objectif. Ces développements nécessitent l’utilisation d’animaux. En effet, ces tests doivent être réalisés sur un organisme entier afin de prélever les organes tels que la rate où sont retrouvés les cellules produisant les anticorps.
Réduction
Le nombre d’animaux inclus dans ce projet est une estimation des projets à venir et a été fixé à N = 10 animaux maximum par série expérimentale. Cela constitut le nombre maximal pour générer des anticorps. Le nombre d’animaux nécessaires par expérience sera calculé en se basant sur les données de la littérature de la cible d’intérêt afin d’évaluer la difficulté à obtenir les anticorps. Afin de limiter le nombre d’animaux utilisés, des prélèvements sanguins répétés seront effectués sur les mêmes individus au cours du temps, permettant de suivre précisément l’évolution de la réponse immunitaire sans avoir recours à différents animaux pour chaque point temporel. De plus, dès que le nombre d’individus présentant une réponse supérieure au seuil minimal requis pour les analyses statistiques sera atteint, la série expérimentale pourra être arrêtée avant d’atteindre les 10 individus initialement prévus.
Raffinement
A l’arrivée des animaux, une période d'acclimatation d’au moins 5 jours est respectée. Une importance particulière est portée au suivi des animaux pour prévenir et remédier à l’apparition de douleur ou de mal-être. Les points limites sont fixés avant le début des expérimentations. Les animaux sont observés quotidiennement et tout signe de douleur ou de détresse entraîne l’établissement d’un score grâce à une grille d’évaluation clinique. En fonction du score obtenu, un protocole d’analgésie approprié est mis en place si besoin. Les injections au niveau du sinus retro-orbitaire sont réalisées après anesthésie gazeuse de l'animal et analgésie locale de l’œil.
Choix des espèces
L’utilisation d’animaux pour créer et produire des anticorps reste nécessaire car aucun modèle bio-informatique ne permet à l’heure actuelle de recréer la réponse du système immunitaire de l’animal en présence d'un organisme étranger. La maturité sexuelle des souris se situant aux alentours des 6 à 8 semaines selon le sexe, il convient d’utiliser des animaux jeunes âgés d’au moins 8 semaines pour les programmes de stimulation de système immunitaire. Généralement, les jeunes animaux sont de meilleurs producteurs d’anticorps que les animaux plus âgés parce que la fonction immunitaire atteint son apogée à la puberté et diminue lentement par la suite.
Régulation de la mémoire aversive par le cervelet chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Comprendre comment le cervelet module la peur doit, selon le porteur, aider à traiter l'anxiété, et aussi contribuer à des avancées en intelligence artificielle et en robotique. 600 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, toutes tuées à l'issue pour l'examen de leur cerveau. Après une chirurgie d'implantation d'une à deux heures, elles subissent jusqu'à quarante séances d'enregistrement, deux tests de douleur non nommés, et pour une partie cinq chocs électriques précédés d'un signal, le porteur écrivant qu'elles "ressentiront de la douleur et de la peur". Il présente les mammifères autres qu'humains comme "la seule option viable".
Objectifs
Le cervelet tient un rôle essentiel dans la coordination du mouvement, mais régule aussi des émotions comme la peur. Des études sur des modèles animaux ont notamment montré que le cervelet accélère l’extinction de peurs induites par des souvenirs émotionnels négatifs. Une stimulation non invasive du cervelet par des méthodes magnétiques transcrâniennes pourrait donc être efficace dans le traitement de l’anxiété et du stress post-traumatique. Notre projet vise à comprendre les mécanismes fondamentaux qui sous-tendent la régulation de peur par le cervelet de manière à aider le développement de ces thérapies. Le cervelet reçoit des informations liées aux mouvements, aux sens, aux pensées et aux émotions venant de nombreuses régions du système nerveux. Il intègre ces informations pour prédire et anticiper les informations sensorielles. Les noyaux de sortie du cervelet relayent ces prédictions aux régions contrôlant l’activité motrice, mais aussi à des régions régulant la peur comme la substance grise périaqueducale (PAG) et l’amygdale. La PAG est la région du cerveau qui déclenche les réactions de peur. Ceci se traduit chez les souris par une immobilité. L’amygdale mémorise quant-à-elle le contexte associé à une expérience aversive. Lorsque ce contexte se représente, l’amygdale est capable d’activer la PAG pour un induire une réaction de peur. Cette réaction s’estompe ensuite si le contexte est présenté de manière répétée sans être associé à un stimulus aversif inné. La PAG, l’amygdale, sont enfin régulées par la dopamine, un modulateur sécrété par des neurones spécialisés, dont l’action reste mal comprise. Le présent projet a pour objectif d’explorer le rôle du cervelet dans l’acquisition, l’expression et l’extinction de la mémoire aversive.
Bénéfices attendus
Les troubles de la peur sont très répandus. Une personne sur trois est touchée de manière significative par les troubles de l’anxiété pendant sa vie ce qui représentent 4 à 5 pourcents de la population chaque année. Le stress post-traumatique peut quant-à-lui toucher jusqu’à un tier des personnes affectées par une situation de crise et les options de traitements sont pour le moment limitées. Des études récentes ont montré que le cervelet régule la peur et la mémoire aversive. En cherchant à comprendre les bases neurologiques de cet effet ce projet vise à permettre le développement de traitements de l’anxiété et du stress post-traumatique basés sur des stimulations non-invasives du cervelet. D’une manière plus large, ce projet génèrera des données qui permettront d’examiner comment le cervelet régule des régions diverses du cerveau. Ces données scientifiques pourront contribuer à des avancées dans un vaste éventail de domaines comme l’intelligence artificielle et la robotique.
Procédures
(1) Chirurgie (anesthésié générale, anesthésié locale et analgésie, 60 à 120 minutes) : toutes les souris subiront une procédure chirurgicale permettant l’injection de traceurs histologiques et/ou l’implantation de dispositifs permettant l’enregistrement et la manipulation de l’activité neurale. Cette implantation sera suivie d’une période de récupération et de surveillance de 5 jours minimum. (2) Habituation (vigile, 2 à 5 sessions journalières de 60 minutes) : les souris implantées seront habituées aux expérimentateurs et aux dispositifs expérimentaux. (3) Enregistrement pendant le comportement libre (vigile ; 1 à 40 sessions journalières de 30 à 90 minutes) : L’activité neurale sera enregistrée sur les animaux implantés pendant le comportement libre. (4) Test de la nociception (vigile ; 1 à 2 sessions journalières de 5 minutes) : Une partie des souris implantées subiront deux tests de la nociception. Les animaux sont exposés à des stimuli nociceptifs légers, retirés au premiers signe d’inconfort et la latence à leur réaction nociceptive est mesurée. (5) Conditionnement aversif (vigile : 4 sessions journalière de 10 ou 30 minutes) : Une partie des souris implantées subiront un conditionnement aversif de 10 minutes. Un stimulus électrique désagréable sera présenté 5 fois précédé d’un stimulus visuel, tactile ou auditif neutre. Durant les 3 jours suivants, le stimulus neutre sera présenté seul dans des sessions de 30 minutes. L’extinction de la mémoire aversive associative sera mesurée par la fréquence des réactions de peur se traduisant par une immobilité. Durant les étapes (3), (4) et (5) l’activité du cervelet ou d’autre régions pourra être modulée grâce à des protéines sensibles à la lumière ou à un composé injectable. (6) Euthanasie pour examen histologiques (anesthésie générale) : Toutes les souris seront anesthésiées puis euthanasiées pour procéder à un examen histologique des tissus cérébraux.
Impact sur les animaux
Trois types de nuisances sont attendues sur les animaux modèles utilisés : 1. des douleurs et de complications liées aux procédures chirurgicales, 2. un inconfort induit par les implants chirurgicaux ou les lésions neurales, 3. un stress généré par les études comportementales. 1) Les procédures chirurgicales permettant l’injection de marqueur histologiques ou la fixation d’implant produisent des effets modérés en conditions normale. L’anesthésie peut induire une hypothermie et une détresse cardio-respiratoire. Les injections d’analgésique peuvent induire un stress ou un hématome et il existe un risque de complications comme des infections ou des traumatismes nécessitant une surveillance. 2) Les implants permettant l’enregistrement de l’activité neurale ou la fixation de la tête sont en général bien tolérés par l’animal et induisent un inconfort considéré comme modéré. Ils peuvent néanmoins produire des ajustements posturaux et une fatigue chronique liés à leur encombrement. 3) Les nuisances liées à aux études comportementale peuvent être plus ou moins importantes en fonction des cas. Un stress modéré est susceptible d’être induit par l’interaction avec l’utilisateur et l’exposition aux équipements. En revanche, les tests comportementaux évaluant la peur produisent un stress important. Les souris ressentiront de la douleur et de la peur lors du stimulus électrique et de la peur lors de la phase d’extinction. Les tests comportementaux évaluant la nociception induise une douleur aigue et un risque d’élancement lié à des lésions tissulaires.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasié en la fin de procédure de manière à collecter le cerveau pour un examen histologiques. La procédure d'euthanasie se fait sous anesthésie générale.
Remplacement
Ce projet porte sur les bases neurales du comportement et des maladies psychiatriques. L'étude de ces fonctions implique de relier les connaissances à de multiples échelles, partant des gènes, molécules et cellules à la dynamique des circuits et au comportement. La complexité de ces interactions ne peut être modélisée efficacement in silico. D’autre part les études réalisées chez l’humain ne permettent ni l’enregistrement de zones d’intérêts multiples, ni le marquage et la manipulation de populations neurales ciblées par des méthodes génétiques. Ces considérations font des modèles animaux mammifères la seule option viable. Récemment, des efforts ont été déployés pour générer des ensembles de données accessibles au public, relatifs à l'activité neuronale enregistrée par électrophysiologie ou par microscopie à haute densité dans des régions cérébrales ciblées, en conjonction avec des mesures comportementales. Les ensembles de données disponibles ne permettent pas toujours de répondre aux questions abordées dans notre projet, notamment lorsqu'ils impliquent une manipulation ciblée de l'activité neuronale ou d'un comportement spécifique. Néanmoins, les données accessibles au public seront utilisées de préférence aux expériences chaque fois que cela est indiqué afin de réduire la nuisance aux animaux, les couts économiques et le temps investi.
Réduction
Le présent projet fera usage d’un maximum de 600 souris. Plusieurs mesures ont été prises pour limiter le nombre d’animaux utilisés. L’enregistrement de l’activité neurale sera réalisé au moyen de sondes à haute densité. Ces sondes récemment développées permettent d’enregistrer simultanément l’activité d’un nombre important de neurones au travers de multiples régions cérébrales. L’utilisation de sondes à haute densité offrent la possibilité de réaliser des jeux de données riches dont l’analyse approfondie permet une lecture détaillée de l’activité neurale. Crucialement, en augmentant le nombre de neurones enregistrés simultanément, ces sondes permettent de réduire fortement le nombre d’animaux nécessaires pour permettre un échantillonnage satisfaisant des populations neurales. Nous anticipons donc des expériences comprenant un maximum de 12 animaux par condition. En ce qui concerne les analyses histologiques et les données comportementales, le nombre d’animaux est évalué de manière à être suffisant pour obtenir des résultats reproductibles et fiables. Pour les études histologiques, les coordonnées d’injections sont en premier lieu validés en sur une cohorte réduite de 3-4 animaux et ajustées en fonction des résultats pour obtenir des cohortes finales de 5 à 6 animaux générant un nombre maximal de 10 animaux par condition. Pour les études impliquant une perturbation de l’activité neurale ou une étude comportementale, un effectif maximal de 18 animaux par condition sera nécessaire sur la base d’une analyse de puissance et en considérant une marge d’erreur expérimentale. Les expériences seront réalisées en cohortes de 4 à 8 animaux. Les expériences seront stoppées au cas où des résultats significatifs concluants seraient obtenus avant l’utilisation du nombre total d’animaux.
Raffinement
Nous chercherons à minimiser l’inconfort, la douleur, ou le stress des animaux au cours des procédures de ce projet. Les expériences seront réalisées par du personnel formé et accrédité en accord avec la législation française et européenne. La mise en œuvre appropriée des gestes expérimentaux sera assurée par un système interne de validation de compétence et les protocoles seront évalués en accord avec un vétérinaire certifié. Les animaux seront hébergés en groupe avec eau et nourriture en libre accès, en portoir ventilé, dans des pièces à température et hygrométrie régulées et contrôlées selon les normes en vigueur. Les cages seront enrichies pour la nidification (lanière kraft), la mastication (bâton), et la disponibilité de refuges (hutte). Les animaux en provenance d’un fournisseur extérieur auront une période d’acclimatation minimale d’une semaine avant leur entrée dans les procédures du projet. Les chirurgies auront lieu sous anesthésie générale gazeuse. L’hypothermie sera contrôlée grâce à l’utilisation de tapis chauffant et un suivi de la température corporelle. Les douleurs seront minimisée grâce à une anesthésie locale et d’une couverture analgésique par des injections d’analgésiques et d'anti-inflamatoires durant la période peropératoire. Les animaux seront habitués de manière progressive aux dispositifs et aux procédures expérimentales de manière à minimiser le stress induit par ces dernières. Les binômes d’expérimentateurs resteront les mêmes tout au long de l’étude. Finalement, des points limites gradés, précis et adaptés ont été définis selon un arbre décisionnel basée sur des critères d'arrêt des souffrances déterminés.
Choix des espèces
Le modèle animal souris est particulièrement adapté à nos objectifs scientifiques. Ces animaux ont divergé des primates relativement récemment dans l'évolution des mammifères (~80 millions d'année) et l'organisation de leur système nerveux, leur répertoire émotionnel et leur comportement présentent de nombreuses similitudes avec ceux des humains. L'existence d'une communauté scientifique importante travaillant sur ce modèle, a permis le développement de ressources cruciales pour notre projet comme la séquence complète de leur génome, la cartographie de l'expression des gènes de populations de neurones, des outils génétiques permettant de cibler ou de moduler l'activité de groupes de neurones ciblées et des jeux de données accessible en ligne qui permettront de compléter et de remplacer nos expériences. Le projet utilise des souris adultes, âgées de 6 à 12 semaines au moment des chirurgies : un stade de développement ou le cerveau est considéré comme mature et ou les animaux présentent des facultés de récupération qui leur permettent de supporter les chirurgies mieux que des animaux plus âgés.
Induction de la Dermatite atopique chez la souris par un modèle staphylocoque et tape stripping ou calcipotriol
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
Une partie des souris porte un déficit immunitaire, le déficit en DOCK8, qui les expose selon le porteur à des manifestations allergiques plus fréquentes et plus sévères, et à des infections par des virus et des champignons. 1 056 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Pour déclencher un eczéma, leur peau rasée est arrachée en surface au ruban adhésif ou enduite de calcipotriol, puis couverte d'un patch de staphylocoque, six fois en douze jours, ce qui provoque démangeaisons, lésions de grattage et œdème. Des souriceaux sont aussi rasés et enduits chaque jour dès deux semaines d'un émollient enrichi en sucre du lait maternel avant de subir ce protocole. Toutes les souris sont tuées à l'issue pour que leurs organes et fluides soient analysés.
Objectifs
La dermatite atopique est une allergie, touchant 15 % des enfants en Europe. Elle est associée à une barrière et un microbiote cutané altéré et à un dysfonctionnement du système immunitaire. 70 % des enfants guérissent naturellement et 30 % souffrent de symptômes persistants avec un risque accru d’autres allergies (asthme, rhinite ou allergies alimentaires : marche atopique). Il n’existe pas de stratégies préventives efficaces . Plusieurs essais cliniques ont appliqué des émollients sur la peau des bébés pour renforcer la barrière cutanée Ils ont observé que les émollients trilipidiques ne prévenaient pas la dermatite atopique mais amélioraient l'intégrité de la barrière cutanée en réduisant la perte d'eau à travers la peau. Même si les émollients renforcent la barrière cutanée, cette approche seule semble insuffisante pour prévenir la dermatite atopique. Les stratégies thérapeutiques qui ciblent la barrière cutanée, mais aussi le microbiote et le système immunitaire pourraient offrir des approches plus efficaces pour prévenir la dermatite atopique. Certains sucres du lait maternel (oligosaccharides), peuvent moduler le microbiote intestinal en favorisant l'émergence de bactéries bénéfiques et en réduisant l'abondance des bactéries nocives. Ils peuvent renforcer la barrière intestinale et induire un environnement immunitaire tolérogène. Nous avons démontré chez la souris gestante l’efficacité d’une supplémentation anténatale avec un sucre du lait maternel sur la disparition complète des symptômes de l'allergie alimentaire chez les petits. Notre hypothèse est que l'ajout de sucres du lait maternel aux émollients pourrait constituer une stratégie efficace pour cibler le microbiote cutané, le système immunitaire et la barrière cutanée et, par conséquent, pour prévenir l'apparition de la dermatite atopique . Enfin nous étudierons la survenue de la dermatite atopique et de l’allergie alimentaire sur un modèle de souris avec un déficit immunitaire (déficit en DOCK8). En effet ce déficit immunitaire induit la survenue encore plus fréquente et plus sévère de manifestations allergiques et est un modèle de choix pour l’étude de la marche atopique.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif d’étudier un modèle de dermatite atpique induit par une combinaison d’altération de la barrière cutanée (mécanique par tape stripping ou inflammatoire par le calcipotriol) et de modification du microbiome par ajour de staphylocoque doré ou epidermidis, d’étudier l’efficacité d’un traitement préventif par l’application d’un émollient enrichi avec un oligosaccharides du lait maternel, et enfin d’étudier l’impact d’un déficit immunitaire sur la survenue de la dermatite atpique dans ce modèle.
Procédures
- pour la validation de nos modèles de dermatite atopique, tous les gestes seront réalisés sous anesthésie : rasage ( 2 minutes) , tape stripping (3 minutes), application du calcipotriol et patch staphylocoque ( 5 minutes). Cela sera réalisé tous les 2 jours pendant 12 jours, soit 6 fois par souris. La mesure de la perte en eau transcutanée sera réalisée au début et à la fin du protocole (1 minute), soit 2 fois par souris. - Pour l’étude de la prévention de la dermatite atopique : prise de poids tous les 4 jours pour les femelles gestantes (30 secondes par souris,5 fois par souris), pour les souriceaux : anesthésie puis rasage et application journalière d’un traitement topique dorsale (30 secondes) pendant 14 jours, soit 14 fois par souriceaux. Le protocole d’induction de la dermatite atopique sera ensuite réalisé comme décrit ci-dessus.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont la gêne liée à la présence d’un patch sur le dos qui peut induire des grattages les symptômes liées à la mise en place de la dermatite atopique (démangeaisons, rougeurs, lésions de grattage, œdème), inflammation liée au staphylocoque les anesthésies gazeuses peuvent induire une baisse de temperature, une baisse de tension, une baisse de la fréquence respiratoire, ou une baisse de la concentration en oxygene. Les souris atteintes du déficit immunitaire sont susceptibles d’avoir plus de manifestations allergiques, et sont plus à risques d’infections notamment induites par les virus et les champignons.
Devenir
Les animaux seront tous mis à mort à la fin de l’expérimentation. Leurs organes et fluides biologiques seront analysés pour mesurer les biomarqueurs de l'eczema atopique ou de l’allergie alimentaire et ainsi valider nos modèles.
Remplacement
Dans le cadre de l’étude de la dermatite atopique , il est impossible de reproduire efficacement in vitro les symptômes cutanés mais aussi les interactions très complexes entre les systèmes biologiques notamment lorsqu’il s’agit des interactions entre le microbiote cutané, le système immunitaire et les barrières épithéliales (peau, intestin, poumon).
Réduction
En effectuant un test de puissance sur un logiciel en ligne de statistiques, nous avons besoin de 12 animaux par groupes afin d’obtenir un score de sévérité de l'eczema atopique (three item severity score (TIS) statistique et avoir assez de matériel biologique pour effectuer des coupes histologiques et des mesures des biomarqueurs immuns de la dermatite atopique dans la peau et dans le serum. De plus, ce nombre d'animaux permettra d'obtenir des résultats exploitables pour la réalisation d'analyses statistiques
Raffinement
Seul le personnel expérimenté et qualifié effectuera les expérimentations animales. Ces exigences visent à s’assurer que les procédures nécessaires à l’élevage et à l'expérimentation sont exécutées efficacement, avec les soins appropriés afin de minimiser la souffrance des animaux. Le suivi quotidien des animaux et des signes généraux permet de minimiser l'inconfort et la douleur en détectant rapidement les signe de souffrance et les points limites afin de mettre en place les mesures adaptées. Le cycle jour/nuit de 12h des animaux sera respecté. Les souris seront hebergées dans les cages d’un portoir ventilé avec un cycle jour/nuit de 12h (température, humidité). Les souris seront hébergées à 3-4 souris par cage dans un environnement avec au moins 2 enrichissements (dôme, tube ou coton) pour limiter l’angoisse et s’adapter à nos expériences pour des raisons pratiques de logistique.
Choix des espèces
Les modèles murins sont largement utilisés dans la recherche sur la dermatite atopique en raison de leur capacité à reproduire plusieurs caractéristiques clés de la maladie humaine, notamment les altérations de la barrière cutanée, les réponses inflammatoires de type 2, et les déséquilibres du microbiote cutané. Ces modèles permettent d’explorer les mécanismes immunologiques et moléculaires impliqués dans le développement et l’aggravation de la dermatite atpique, tout en offrant un système contrôlé pour tester l’efficacité et la sécurité de nouvelles approches thérapeutiques. De plus, les souris permettent d’étudier les liens complexes entre les facteurs environnementaux, la génétique, et les réponses immunitaires. Nous souhaitons valider ce modèle murin de dermatite atopique sur deux lignées différentes (une lignée de souris noires C57BL/6 et une lignée de souris blanches Balb/C ) car ces deux lignées ont des propriétés différentes notamment concernant les réponses inflammatoires de type 2. De plus les souris avec un deficit en DOCK8 sont issues de la lignée C57BL/6 Les souris seront âgées de 4 semaines pour les procédures 1 et 3 comme décrit dans les modèles de la littérature. Cela correspond à un âge jeune de la souris, similaire à la dermatite atpique chez l’enfant qui peut apparaitre dès les premiers mois de vie. Pour la procédure 2, Les souris blanches femelles reproductrices seront âgées de 6 semaines et les mâles reproducteurs seront âgés de 10 semaines car c’est à ces âges là que nous avons observé la meilleure efficacité de reproduction. L’application topique des émollients se fera chez le souriceau de 2 semaines pour reproduire les applications topiques d’émollients chez les bébés dès le plus jeune âge. La dermatite atpique sera induite chez les souriceaux âgés de 4 semaines comme décrit dans les modèles de la littérature
Rôle des interneurones de l’amygdale basolatérale dans les comportements émotionnels et anxieux
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Une chirurgie cérébrale d'une heure à deux heures trente, jusqu'à trois mois en habitat isolé pour protéger les implants, jusqu'à cinq jours de rationnement alimentaire : 1 344 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, toutes tuées à l'issue pour contrôler la chirurgie. La plupart passent six tests comportementaux portant sur l'anxiété, la réaction à des événements positifs ou négatifs et la mémoire d'une situation menaçante, sans que le résumé les nomme. Le but est de comprendre le rôle de cellules régulatrices de l'amygdale dans la peur, une piste thérapeutique en psychiatrie n'étant évoquée qu'au conditionnel. Le porteur justifie le choix de l'espèce par l'existence de lignées de souris permettant de cibler ces cellules et par des tests "bien établis et largement validés chez cette espèce".
Objectifs
L’amygdale est une petite région du cerveau qui joue un rôle central dans nos émotions, en particulier la peur et l’anxiété. Elle nous aide à repérer ce qui est important pour nous — par exemple un danger — et à en garder le souvenir. Elle intervient aussi dans les expériences positives. Dans cette région, certaines cellules transmettent et stockent les informations. À côté d’elles se trouvent d’autres cellules, beaucoup moins nombreuses, qui agissent comme des régulateurs et coordonnent l’activité du réseau. Même si elles sont peu nombreuses, elles sont essentielles au bon fonctionnement de l’ensemble, jouent un rôle spécifique dans les comportements émotionnels et s’activent lors d’événements marquants, qu’ils soient positifs ou négatifs. Nous avons également montré que modifier leur activité au moment où un individu apprend à associer une situation à une menace peut renforcer le souvenir de cette expérience. Ce projet vise à mieux comprendre le rôle de ces cellules dans les réponses émotionnelles et anxieuses. Nous étudierons aussi l’influence d’un grand système de communication du cerveau impliqué dans la réponse aux événements importants, le système cholinergique. Ce système envoie de nombreux signaux vers l’amygdale et peut modifier l’activité des cellules que nous étudions. À terme, ce travail permettra de mieux comprendre comment de petits groupes de cellules du cerveau coordonnent nos réponses émotionnelles et façonnent nos souvenirs liés aux expériences marquantes.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre comment certaines cellules spécialisées de l’amygdale participent à l’organisation des réponses émotionnelles, comme la peur ou l’anxiété. Nous chercherons à préciser comment ces cellules interagissent entre elles et comment elles influencent l’activité des autres cellules du cerveau lors de situations importantes sur le plan émotionnel. Ces résultats apporteront de nouvelles connaissances sur le fonctionnement des petits réseaux de cellules nerveuses dans l’amygdale. Comme ces types de cellules existent aussi dans d’autres régions du cerveau, les informations obtenues pourront améliorer plus largement notre compréhension du fonctionnement cérébral. À plus long terme, une meilleure connaissance de ces mécanismes pourrait aider à comprendre pourquoi les émotions deviennent excessives ou inadaptées dans certains troubles psychiatriques et contribuer à orienter le développement de nouvelles approches thérapeutiques.
Procédures
Tous les animaux utilisés seront soumis à des chirurgies cérébrales afin de moduler ou d'enregistrer l’activité de nos neurones. Toutes nos chirurgies dureront de 1h à 2h30 selon leur difficulté. Elles seront également toutes conduites sous anesthésie générale. Chaque souris ne sera soumise qu’à une seule chirurgie. Cela concernera toutes les souris du projet. Parmi ces souris, la plupart seront soumises à 6 tests comportementaux différents. Un petit nombre seront soumises, en plus de la chirurgie, à seulement 4 de ces tests comportementaux. De plus, ces souris seront soumises à une injection avant le début des tests. Cette injection sera réalisée un maximum de 7 fois, avec un temps de repos d’au moins 24h entre chaque injection. Enfin, un petit nombre de souris opérées seront soumises à 3 tests permettant d’évaluer les émotions associées à l'activité neuronale.
Impact sur les animaux
- Les chirurgies réalisées sur les animaux sont susceptibles d’occasionner un stress et une douleur de manière aigüe. Cela se traduit habituellement par une perte de poids sur quelques jours. - Une fois certaines chirurgies réalisées, les animaux sont maintenus en habitat isolé afin de garantir l’intégrité des implants, et ce pendant une durée maximum de trois mois. - Un stress accru pourra être observé sur les quelques jours suivant les tests comportementaux. - Les souris seront rationnées en aliment pendant un maximum de 5 jours, ce qui pourra donner lieu à une faible perte de poids.
Devenir
Toutes les souris du projet subissant des chirugies cérébrales, il sera indispensable de contrôler la qualité de ces chirurgies à la fin de chaque procédure pour analyses post-mortem complémentaires. Tous les animaux devront donc être mis à mort, après sédation préalable.
Remplacement
Le présent projet cherche à mieux comprendre le rôle de certains neurones dans le traitement des émotions, qu'il soit normal ou pathologique. Nous nous intéressons à leur rôle au niveau local mais également dans le fonctionnement global du cerveau et dans le comportement émotionnel des individus, c'est pourquoi le modèle animal est indispensable pour répondre à nos objectifs. Toutefois, des enregistrements électriques sur des cellules seules ainsi que des modèles informatiques simulant leurs interactions avec d’autres cellules seront menées en parallèle par nos collaborateurs. Ces travaux apporteront un éclairage précieux pour interpréter nos résultats expérimentaux et viendront compléter nos propres approches tout en limitant au maximum le recours au modèle animal.
Réduction
Le rythme des reproductions sera adapté aux besoins de l’étude afin d’éviter la naissance d’animaux surnuméraires. Le nombre d’animaux utilisé sera réduit à son minimum, en prenant en compte l’effectif nécessaire pour obtenir des résultats significatifs, déterminé grâce à un calculateur de puissance statistique, ainsi que le taux de réussite des procédures, évalué lors de précédentes expérimentations.
Raffinement
Tous les soins seront pris afin de limiter la douleur et le stress des souris au minimum. Le temps de maintien des souris en habitat isolé sera réduit à son minimum, et les souris auront néanmoins accès à des stimuli olfactifs, visuels et auditifs provenant d’autres cages (ventilation collective et cages transparentes). Les souris seront quotidiennement pesées et évaluées pendant un minimum de trois jours après la chirurgie. La douleur sera prise en charge par un traitement analgésique pendant et après la chirurgie , et l'analgésie sera poursuivie au besoin. Si des signes de mal-être sont observés en dehors de la période post-opératoire, les animaux seront placés en observation quotidienne afin d’alléger ce mal-être et de remédier à la cause sous-jacente, selon un arbre décisionnel défini. Tout signe de douleur sera pris en charge médicalement, jusqu’à amélioration de l’état de l’animal ou euthanasie si dépassement des points limites. Afin de diminuer le stress provoqué par les expérimentations, les animaux seront habitués à la manipulation et à la contention manuelle nécessaire à la connexion des différents équipements. Lorsque les paradigmes comportementaux nécessiteront un rationnement alimentaire, les animaux seront quotidiennement pesés à heure fixe afin de garantir que la perte de poids reste dans les limites imposées dans la procédure. Afin de maximiser le taux de réussite des procédures, un soin particulier sera mis dans l’optimisation des protocoles de chirurgies cérébrales.
Choix des espèces
Pour répondre à nos questions scientifiques, nous devons à la fois observer et modifier l’activité de certaines cellules, et étudier les conséquences sur le comportement. Nous évaluerons notamment des comportements liés à l’anxiété, à la réaction face à des événements positifs ou négatifs, ainsi qu’à la mémoire d’une situation menaçante. La souris est le modèle le plus adapté pour cette étude. Il existe des lignées de souris permettant d’identifier et de cibler précisément les types de cellules que nous souhaitons étudier. De plus, les tests comportementaux que nous voulons utiliser sont bien établis et largement validés chez cette espèce. Nous utiliserons de jeunes souris adultes âgées de 12 à 16 semaines. Notre projet ne portant pas sur une période particulière du développement, cet âge permet de travailler sur des animaux matures, ne présentant pas de fragilité spécifique, tout en limitant la durée d’élevage.