Recherche fondamentale

Tuées à la fin des procédures pour prélèvement de tissus, 900 souris au maximum vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles enchaînent des tests comportementaux quatre à sept jours par semaine pendant six semaines, dont un test de coordination, un test de motivation, un test d'addiction avec jusqu'à dix injections de drogues, et un apprentissage par récompense obtenu en réduisant leur ration pendant dix-huit jours jusqu'à 15 % de perte de poids. Une partie est hébergée seule pendant quatre semaines, et les souris qui servent de partenaires dans le test de sociabilité peuvent être agressées et blessées par les souris mutantes. Le porteur annonce huit à dix animaux par groupe comme effectif minimal, sans détailler comment ces groupes conduisent au total de 900.

Objectifs

Nous étudions une maladie rare et invalidante avec des troubles du mouvement. Cette maladie est due à des mutations d’un gène exprimé dans une région du cerveau qui contrôle l’exécution des mouvements. Ces mutations pourraient changer le fonctionnement de cette région du cerveau et donc perturber l’exécution du mouvement. Toutefois, cette maladie fait l’objet de peu d’études. Un modèle animal porteur d’une des mutations impliquées dans la maladie humaine a été développé et a permis de montrer que la mutation affecte l’activité dans le cerveau des animaux mutés qui, de plus, ne peuvent pas exécuter certains mouvements complexes. Cependant, les résultats des tests de comportement réalisés dépendent de différents facteurs (coordination, endurance, motivation…) et la région du cerveau concernée est aussi impliquée dans la motivation et d’autres comportements en dehors des mouvements. Les patients présentent d’ailleurs d’autres troubles que ceux affectant leurs mouvements, encore mal documentés, qui pourraient résulter d’un dysfonctionnement de cette région du cerveau en raison de la mutation génétique. L’objectif de ce projet sera donc d’explorer chez ce modèle de souris génétiquement modifiées, avec des tests plus spécifiques, les conséquences de cette mutation sur différents comportements (mouvements, motivation, cognition…), afin de mieux comprendre les perturbations du fonctionnement du système nerveux entrainées par la mutation.

Bénéfices attendus

Les bénéfices seront scientifiques et thérapeutiques. Les troubles du mouvement étudiés ici sont une maladie rare faisant partie d’un ensemble de maladies du mouvement dont les causes sont des perturbations du fonctionnement d’une région du cerveau impliquée dans l’exécution des mouvements. Ces perturbations, plus ou moins sévères, altèrent la qualité de vie des patients et s’accompagnent parfois de troubles psychomoteurs, développementaux, psychiatriques ou cognitifs. Ce projet pourrait donc permettre de mieux comprendre comment cette mutation induit des troubles moteurs ou non moteurs. A ce jour, de nombreux traitements de cette maladie ont été testés avec un bénéfice limité. Le traitement médicamenteux le plus efficace montre un bénéfice variable selon les patients, allant d’une franche amélioration pour une majorité d’entre eux, à une aggravation des symptômes pour certains. Un traitement invasif est également possible mais est envisagé seulement dans les cas les plus graves. Le modèle animal utilisé dans ce projet, avec le complément de caractérisation obtenu grâce à nos travaux, pourrait permettre de tester d’autres traitements médicamenteux pour traiter l’ensemble des troubles observés. A court terme, nous espérons donc que le projet fera progresser les connaissances sur le fonctionnement de cette région du cerveau, sur le lien entre la mutation et les symptômes des patients, et plus généralement sur les causes de plusieurs maladies du mouvement. A plus long terme, les résultats récoltés pourraient permettre de développer de nouvelles thérapies pour cette maladie, et d’en faire profiter l’ensemble des maladies du mouvement altérant les mécanismes dans lesquels le gène muté joue un rôle pour le fonctionnement du cerveau.

Procédures

Les animaux participeront à des tests comportementaux pendant 4 à 7 jours par semaine répartis sur 6 semaines max, visant à évaluer la motricité, l’anxiété, la sociabilité, la motivation, l’apprentissage ou l’addiction. Une partie des animaux commencera par un test de coordination motrice et équilibre (5 jours, 5 essais max par jour de 5min). Puis ils feront un test de motivation (1 jour, 1 essai de 5min). Puis une partie d’entre eux réalisera un test évaluant l’addiction, où ils recevront des injections intrapéritonéales de substances (max 10 injections au total par animal vigile, soit 2 injections par jour pendant 5 jours, d’une durée de quelques secondes par injection). Les autres animaux seront hébergés seuls pendant 4 semaines max pour réaliser un test de motivation, d’endurance et de motricité pendant 4 nuits consécutives, puis un test d’apprentissage par la récompense (10min par essai pendant 4 jours pour habituation, 30min par essai pendant 8 jours pour entrainement puis 1 essai de 60min pour évaluation), où pour obtenir une motivation optimale à chercher la récompense alimentaire, leur apport alimentaire en cage sera réduit (18 jours max). L’autre partie des animaux commencera par un test d’anxiété (1 jour, 1 essai de 10min), puis un test évaluant la démarche, l’équilibre et la coordination (4 jours, 3 essais max par jour de 2min). Ils feront ensuite un test pour évaluer leur sensibilité à l’effort (2 jours, 1 essais de 10min le 1er jour et 8 essais de 2min, le 2e jour), puis seront évalués sur leur sensibilité à la nouveauté (3 jours, dont 1 essai de 30min le 1erjour, de 10min le 2e jour et 2 essais de 5min le 3e jour). Par la suite, les animaux réaliseront un test évaluant leur motricité fine au cours duquel, la nourriture leur sera retirée la veille du test (jeûne de moins de 16 h) afin d’optimiser leur motivation à consommer un capellini (6 jours, 1 essai par jour de 10min pendant l’habituation ou plus lors de l’évaluation). A l’issue de ce test, les animaux auront une semaine de pause, puis seront hébergés seuls pendant 1 semaine pour tester leur capacité individuelle à préparer un nid. Enfin, ils passeront un test évaluant l’équilibre et la coordination (2 jours, 3 essais par jour de 2min), puis un test d’interaction sociale (2 jours, 1 essai par jour de 20min). En fin de procédure, les animaux seront euthanasiés selon une méthode réglementaire afin de réaliser les différents prélèvements et analyses.

Impact sur les animaux

Une mise à jeun sera réalisée sur une durée courte (inférieure à 16h) impliquant un stress, une sensation de faim et un risque de légère perte de poids associée. Une restriction alimentaire sera réalisée sur 18 jours générant un stress, une sensation de faim et une perte de poids (stabilisée à 15 pourcents de perte du poids initial). L’hébergement individuel des animaux à certaines étapes sera associé à un stress. Les injections génèreront un stress et une brève et légère douleur au point d’injection. Les drogues utilisées entraineront une augmentation de locomotion ou d’activité. Les tests comportementaux effectués pourraient induire un stress. Les souris utilisées dans le test évaluant la sociabilité seront susceptibles de se faire agresser par les souris à étudier, impliquant un stress et un risque de blessures.

Devenir

A la fin des procédures, les animaux seront euthanasiés pour permettre les analyses scientifiques par prélèvements de tissus.

Remplacement

Notre projet propose d’étudier les mécanismes et les conséquences d’une mutation d’un gène impliqué dans une maladie humaine touchant les circuits moteurs, les circuits de la récompense, l’apprentissage, l’addiction, la motivation, la sociabilité, la sensibilité à la nouveauté et l’anxiété. Des études in vitro ont déjà été menées pour étudier l’effet de la mutation sur la protéine correspondant au gène muté chez les patients. Cela a permis de démontrer une activité trop importante de cette protéine mutée en réponse à une stimulation dans une lignée de cellules humaines en culture, par rapport à la protéine non mutée. Une modélisation de la structure de cette protéine a permis d’identifier la position de la mutation dans la protéine et de proposer un mécanisme pour expliquer la modification d’activité de la protéine mutée. L’ensemble de ces études soutient donc l’importance de pouvoir étudier les effets de la mutation dans la région du cerveau où ce gène est exprimé en observant les conséquences comportementales de la perturbation de l’activité de la protéine directement dans les tissus où elle est présente. Cette région du cerveau est à la fois impliquée dans le contrôle des mouvements volontaires, l’apprentissage par la récompense, mais aussi dans d’autres fonctions psycho-cognitives (Ex : sociabilité, anxiété, etc…) par ses interactions avec d’autres structures du système nerveux. Le fonctionnement de ce réseau de régions ne peut, à ce jour, pas être reproduit ni modélisé par des modèles de cellules en culture ou par outil informatique. Le projet nécessite donc des approches intégrées sur animal entier et ne peut se faire qu'à l'aide d'études comportementales chez l'animal. Il existe une lignée de souris génétiquement modifiées avec une mutation du gène trouvée fréquemment chez les patients, qui constitue donc un modèle pertinent pour cette étude. D'une façon générale, nous nous efforçons continuellement d'évaluer nos approches et d’adapter nos expériences pour réduire l’utilisation des modèles in vivo autant que possible.

Réduction

Nous chercherons à réduire le plus possible la variabilité expérimentale par des protocoles expérimentaux rigoureux et par l’utilisation de groupes d’animaux les plus stables possibles en termes de génétique et d’hébergement. De plus, les groupes de souris de lignée modèle de la maladie d’intérêt seront issus des mêmes portées dans la mesure du possible et l’élevage des souris sera piloté pour produire les nombres d’animaux strictement nécessaires aux expériences. Le nombre total d'animaux impliqués sera de maximum 900 pour l'ensemble des procédures. Les expériences ne seront réalisées que 2 fois pour confirmation, afin de limiter le nombre d'animaux, une 3ème occurrence ne sera réalisée qu'en cas de résultats incohérents ou contradictoires afin de permettre de conclure. La taille des groupes d’animaux expérimentaux est estimée en se basant sur des travaux précédents, défini comme le nombre minimum nécessaire pour mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés. Ainsi, il ressort que 8 à 10 animaux par groupe seront nécessaires pour dégager des effets statistiquement significatifs dans les réponses que nous proposons de tester. Les résultats obtenus seront analysés avec des méthodes statistiques rigoureuses et éprouvées.

Raffinement

Pour toute cette étude, les conditions d'hébergement et les protocoles expérimentaux utilisés ont été optimisés pour exposer les animaux au minimum de douleur et d'inconfort possible. Pendant les procédures, en complément de la surveillance quotidienne, ils seront observés et manipulés au moins 4 fois dans une semaine et une pesée sera effectuée entre une fois par jour et une fois par semaine. Les animaux seront hébergés dans des conditions conformes à la règlementation en vigueur pour l’espèce à l’exception des étapes spécifiques au cours desquelles ils devront être hébergés individuellement, ou être soumis à une restriction alimentaire. Lors de ces étapes précises nous surveillerons les animaux de manière spécifique au moins 4 fois par semaine afin de détecter tout signe de détresse chez les animaux. Lorsque cela sera compatible avec notre procédure nous apporterons également un enrichissement supplémentaire. Nous évaluerons les signes de douleurs ou détresse au minimum 1 fois par semaine et pour chaque procédure des points limites sont définis et seront respectés pour éviter toute souffrance animale. Les animaux seront également observés quotidiennement tout au long du projet ; en cas d’anomalie, celle-ci est déclarée à la structure chargée du bien-être animal et au vétérinaire qui apporteront conseils et recommandations pour mettre en place une prise en charge adaptée de l’animal. Dans la procédure nécessitant des injections répétées de substances, nous changerons si nécessaire la zone d’injection. De plus, avant chaque injection nous nous assurerons que la zone soit saine et sans lésion apparente. Nous vérifierons également le bon état général de l’animal lors de la réalisation des tests afin de détecter tout effet secondaire à l’administration de drogue. Pour réduire le stress lors des tests comportementaux, les souris seront manipulées 5min par jour pendant au moins 5 jours avant le début des tests, elles seront également placées au moins 30min avant le test comportemental dans la pièce d’expérimentation et une phase d’habituation au matériel utilisé lors des tests sera prévue. Lors de l’euthanasie médicamenteuse nous administrerons à l’animal un sédatif au préalable, afin d’éviter tout stress ou douleur lors de l’injection de l’euthanasiant.

Choix des espèces

Dans le projet, la souris sera utilisée. Il s’agit du modèle le plus utilisé pour modéliser les maladies humaines du mouvement. La souris, ayant des mouvements coordonnés des pattes, constitue un modèle d'étude du mouvement pertinent, notamment pour l’étude de comportements moteurs élaborés et de mouvements anormaux. De nombreux tests comportementaux nécessaires pour cette étude sont développés chez la souris. De plus, elle est très utilisée pour les études de récompense, addiction, anxiété dont les protocoles sont bien définis. Enfin, la région du cerveau dans laquelle le gène muté est exprimé comporte une organisation anatomo-fonctionnelle proche entre la souris et les primates non humains et humains, faisant ainsi de la souris un modèle particulièrement utile à l'étude de cette maladie. Les expériences ont lieu chez des animaux adultes âgés de 6 à 22 semaines, afin de ne pas interagir avec les phénomènes développementaux. De plus, les tests expérimentaux utilisés sont tous adaptés à des souris adultes avec des capacités motrices bien caractérisées.

220 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune pouvant recevoir jusqu'à treize anesthésies générales et voir ses oreilles mesurées six fois par semaine pendant quatre semaines. Un allergène est appliqué sur leur ventre rasé, puis sur leurs oreilles trois fois par semaine, pour installer un eczéma chronique et suivre une population de cellules mémoires de la peau. Le porteur écarte tout traitement anti-inflammatoire ou cicatrisant, au motif qu'il perturberait la réponse inflammatoire étudiée. Les souris qui se grattent jusqu'à s'ouvrir la peau sont mises à mort immédiatement.

Objectifs

L’eczéma allergique de contact est une maladie inflammatoire de la peau qui se développe suite à des contacts avec un allergène de l’environnement, induisant, chez certains individus, la production de cellules spécifiques de cet allergène. Lorsque ces cellules migrent dans la peau, elles induisent une poussée d’eczéma et certaines d’entre elles acquièrent alors des propriétés mémoires. Ces cellules résidants mémoires ont une capacité à répondre très rapidement et plus efficacement à des expositions ultérieures au même allergène. Ces cellules vont être clés dans la chronicité et la sévérité de l’eczéma. Récemment décrits dans la littérature, ils ont de plus la capacité de persister pendant de longs mois dans la peau. Ce projet vise à étudier l'effet de l'application répétée d'un allergène (phase chronique) sur la peau et plus particulièrement sur cette population spécifique de cellules mémoires qui persite. Nous chercherons à comprendre quel est l’effet de l’application répétée de l’allergène sur ces cellules. Nous chercherons de plus à documenter la participation de ces cellules dans les modifications de la peau induite par la chronicité et notamment dans l'apparition de fibrose cutanée très fréquente chez les patients atteints d’eczéma chronique.

Bénéfices attendus

Ce projet nous permettra de progresser dans la connaissance des cellules présentes de la peau qui persistent aprés des lésions d'eczema et plus largement de mieux comprendre la sévérité de ces eczémas. Ce projet permettra egalement de mieux comprendre l'implication de ces cellules dans les modifications du tissu induites par l'application répétée de chimique et plus particulierement dans l'apparition de fibrose.

Procédures

Les animaux recevront une application sur la peau d'un produit allergisant sur leur ventre rasé au début des procédures. Cette procédure (rasage + application du produit) sera réalisée sur animal vigile et durera au maximum 1 minute. 5 jours après, les animaux recevront des applications du même produit sur leurs oreilles (3fois /semaines pendant 4 semaines), afin d'induire une réaction allergique chronique (inflammation). Cette intervention sera réalisée sous anesthésie générale afin d'éviter que les souris ne lèchent le produit avant qu'il n'ait pénétré dans la peau. L'anesthésie durera environ 30min (13 injections au maximum sur toute la durée du protocole) . Les animaux pourront également être injectés (4 injections suplémentaires au total) avec un produit permettant d'induire sélectivement la suppression de cellules cibles. Ce traitement sera réalisé sur animal endormis par injection du produit (durée de la procédure d'injection : 10 secondes). Enfin, les oreilles des souris seront mesurées 6 fois par semaine, pendant 4 semaines, afin de suivre de manière quantitative l'inflammation (l'augmentation de l'épaisseur des oreilles étant un des signes de l'inflammation). Ces mesures seront effectuées sur animaux anesthésiés (durée de l'anesthésie gazeuse : 30secondes) afin d'éviter de générer un stress trop important chez les souris et pour réaliser les mesures les plus fiables et reproductibles possible.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables possibles sont : i) une légère douleur ou inflammation au point d’injection et un stress généré lors des injections ; ii) le stress généré par l’anesthésie et/ou l'application de l'allergène sur la peau ; iii) une légère inflammation (pouvant induire un grattage léger) au niveau des oreilles ou du ventre, après application de l'allergène. iv) certains des animaux ont un sytème immunitaire réduit qui dans la nature leur serait défavorable, mais cela n'aura pas de répercution dans ce protocole car elles évolueront dans un milieu controlé et protégé.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort en fin de procédure afin de pouvoir prélever leurs peaux ( oreilles) et leurs ganglions. Ces différents organes sont ensuite utilisés pour analyser la réponse immunitaire et histologique.

Remplacement

Aucun test in vitro ne permet de reproduire de manière satisfaisante la complexité de la réaction immunitaire de la peau et des organes immunitaires associés, dans le cadre de l’allergie. En effet, les cellules que nous étudions dans ce projet sont des cellules qui initialement circulent dans le sang et qui migrent dans la peau suite à la ré-application de l'allergène sur la peau de l'animal.

Réduction

L’estimation du nombre d’animaux par groupe est réalisée sur la base de notre expérience ainsi que sur la littérature scientifique et a été réduit au maximum sans mettre en péril une interprétation statistique de nos résultats. En effet, les expériences d'induction de poussée d'eczéma génèrent classiquement des réponses d'intensité variable chez les animaux, aussi, un minimum de 10 animaux par groupe expérimental est nécessaire afin de réaliser des analyses statistiques pertinentes et robustes. A noter que les expérimentations décrites ici indiquent le nombre maximum d’animaux susceptibles d’être utilisés dans ce projet. En effet, le nombre d’animaux utilisés pourra diminuer en fonction des résultats obtenus . Par exemple, la totalité des procédures ne seront réalisées que si une dose définie en manip pilote permet de valider un modèle d'eczema allergique chronique tel que décrit dans la litterrature.

Raffinement

Afin d'optimiser le bien-être des souris, nous réaliserons une observation clinique des animaux 6 fois par semaine. Dans le cadre de ce projet, les animaux seront anesthésiés (anesthésie générale ou locale) pour chaque geste entraînant ou pouvant entraîner un stress ou une douleur pour l’animal, geste invasif ou non mais egalement pour éviter un risque de propagation de l'allergène qui pourrait entrainer des lésions d'eczema sur les pattes ou la face. Afin de limiter la douleur liée aux injections répétées, les souris seront injectées alternativement à gauche et à droite. Lors des injections, nous veillerons consciencieusement à ne pas toucher les mamelles des souris afin de ne pas les blesser. L'application d'un produit anti-inflammatoire ou cicatrisant n'est pas envisageable pour les souris présentant des lésions d'eczéma car cela risquerait de perturber le déroulé de la réponse inflammatoire et donc d'impacter les cellules étudiées dans ce projet. Dès lors, les animaux présentant des signes de grattage excessif allant jusqu'à entrainer l'apparition de plaies seront immédiatement mis à mort.

Choix des espèces

La souris est un modèle très utilisé pour étudier les maladies inflammatoires telle que l’allergie en raison des nombreux outils mis à disposition pour l’analyse des réponses immunes . Cette espèce est également proche de l’homme en ce qui concerne certains marqueurs de la réponse immunologique comme la production de facteurs impliqués dans l'inflammation ou l'induction de populations spécifiques mémoires. Nous utiliserons des animaux adultes de 6 semaines à 8mois car ces animaux possédent un système immunitaire complètement mature. Nous avons choisi d'inclure des animaux de tous âges afin d’utiliser au mieux les animaux transgéniques qui seront disponibles et parce que nous savons, grâce à des expériences antérieures, que la réponse attendus chez des souris de 8 mois est comparable à celle observée chez des animaux plus jeunes.

Injectés cinq jours de suite sous la peau, 300 rats voient la sensibilité de leur face testée toutes les trente minutes pendant quatre heures, par application de filaments fins et par des jets d'air de trois secondes. Ces procédures impliquent un niveau de souffrance modéré et se terminent par une chirurgie de quatre à six heures sous anesthésie profonde, sans réveil, comprenant une trachéotomie, la canulation de la carotide et de la jugulaire et une craniotomie. L'objet déclaré est de comparer les réactions des mâles et des femelles à une molécule qui déclenche des crises de migraine, la migraine touchant davantage les femmes alors que les études ont surtout porté sur des mâles. Cette molécule, dont le porteur affirme qu'elle provoque une douleur modérée à laquelle l'animal peut se soustraire puisqu'il n'est pas maintenu, n'est jamais nommée dans le résumé.

Objectifs

Ce projet vise à mieux comprendre le rôle d'une molécule capable de déclencher des crises de migraine. Cette molécule, présente dans certaines régions du cerveau et des vaisseaux sanguins, est impliquée dans l’inflammation et la sensibilisation des neurones liés à la douleur. Des études chez l’homme ont montré que l’injection de cette molécule peut déclencher des crises de migraine. Pour mieux reproduire ces conditions en laboratoire, nous utiliserons cette même molécule chez le rat afin d’étudier son impact sur le cerveau et le comportement. Grâce à des analyses biologiques et électrophysiologiques, nous comparerons les réactions des mâles et des femelles, en tenant compte des variations hormonales chez ces dernières. L’objectif est d’identifier d’éventuelles différences entre les sexes pour mieux comprendre les mécanismes de la migraine et, à terme, améliorer les traitements.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à mieux comprendre la migraine en utilisant un modèle animal plus proche de la réalité clinique. La migraine touche plus souvent les femmes, mais les études ont surtout été menées sur des mâles, alors que des différences liées au sexe et aux hormones existent. En étudiant ces différences et le rôle des différentes zones du cerveau, nous espérons mieux comprendre cette maladie. Aujourd’hui, les traitements comme les triptans ne sont efficaces que chez environ 60 % des patients, ce qui suggère l’existence d’autres mécanismes. De récentes découvertes indiquent que le ciblage de certaines voies de la migraine pourrait être une nouvelle piste prometteuse pour développer de meilleurs traitements contre la migraine.

Procédures

Mesure de la sensibilité cutanée : les jours d’injection pendant 4h ; cette mesure se fait par l'application de filaments fins sur la peau de l'animal et par l’envoi d’un jet d’air toutes les 30 min pendant 4 h après l'injection des molécules en sous cutané (chaque application dure 3 secondes). Les jours entre les injections, la mesure se fait une fois. L'électrophysiologie (chirurgie de préparation du rat et enregistrements à proprement dit) n’est réalisée qu'une fois sur chaque rat, en fin de procédure et sous anesthésie générale profonde au 5ème jour d'injection (durée d’intervention : entre 4 à 6h, sans réveil). La chirurgie inclut une trachéotomie , une canulation de la carotide , une canulation de la jugulaire , une craniotomie , et l’exposition de la region d'enregistrement.

Impact sur les animaux

Nous utilisons un modèle de migraine qui provoque une douleur modérée de l’animal. Cette douleur est ressentie après les injections, mais n’empêche pas les mouvements de l’animal. Enfin, les stimulations mécaniques avec les filaments ou les jets d’air induisent un retrait de la face signe d’une douleur modérée. L’animal peut échapper à cette stimulation puisqu’il n’est pas en contention. Cette stimulation dure au maximum 3 secondes.

Devenir

La procédure ne permet pas de réutiliser les animaux. En effet, elle se termine par des études immunohistochimiques et électrophysiologiques : les animaux seront donc mis à mort à la fin de la procédure.

Remplacement

Aucune méthode alternative ne permet de remplacer ce protocole. En effet il est nécessaire de réaliser ces études in vivo, car l’intégration de la douleur implique de nombreuses régions du système nerveux central et périphérique simultanément.

Réduction

Le nombre d'animaux par groupe est fixé à un maximum de 10 pour assurer une étude fiable, en tenant compte des étapes clés comme l’habituation, les injections, les observations comportementales, les prélèvements, la préparation des échantillons et l'electrophysiologie. Les études comportementales étant un facteur limitant, nous prévoyons suffisamment d'animaux pour garantir des résultats solides pour ce modèle de migraine. Enfin, pour prendre en compte les différences entre mâles et femelles dues aux hormones, l’étude inclura les deux sexes.

Raffinement

Avant les études comportementales, les animaux sont placés dans des cages enrichies (tunnels et contacts sociaux) pendant une semaine, puis habitués au nouvel environnement pendant 5 jours pour réduire leur stress. Avant les injections, les rats sont anesthésiés, vérifié par l'absence de réflexe de retrait. La douleur est la principale nuisance identifiée, et pour les stimulations mécaniques, nous suivons les recommandations internationales pour limiter leur durée et intensité.

Choix des espèces

Le rat est couramment utilisé au sein du laboratoire depuis de nombreuses années et dans les études précédentes sur le sujet dans d’autres laboratoires. C’est par ailleurs un des modèles les plus utilisés pour les études comportementales dans le domaine de la douleur. Les animaux seront âgés de 6-12 semaines pour la comparaison avec les autres données de la littérature.

Toutes tuées à l'issue parce que les apprentissages imposés interdisent de les réutiliser, 6 280 souris vont être exploitées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections en état vigile, dont celle d'un agent qui provoque un malaise d'environ une heure, subissent des chocs d'une seconde aux pattes pour un conditionnement, une restriction alimentaire, et pour certaines une chirurgie cérébrale de quatre-vingt-dix minutes. L'objet déclaré est de comprendre comment les substances du cannabis agissent sur la dopamine et sur la frontière entre réalité et imagination. Sur le choix de l'espèce, le porteur écarte les invertébrés, le poisson zèbre et le cobaye, et conclut que la souris est "le modèle idéal", notamment parce que ses installations sont équipées pour les rongeurs.

Objectifs

Ce projet de recherche veut mieux comprendre comment fonctionne notre cerveau quand on pense au quotidien, et comment des problèmes dans ce fonctionnement peuvent être liés à des troubles mentaux. On regarde surtout comment les substances dans le cannabis interagissent avec la dopamine, et comment cela influe sur notre façon d'apprendre de manière fortuit et de faire la distinction entre la réalité et l'imagination. Les premiers résultats montrent que ces substances ont une influence intéressante, surtout sur les associations qu’on faire au quotidien et les symptômes psychotiques. On cherche à savoir pourquoi les réactions varient d'une personne à l'autre, et surtout pourquoi certaines réagissent de façon psychotique au cannabis. On essaye aussi de trouver des moyens pour protéger le cerveau des effets néfastes du cannabis. Plutôt que de suivre les méthodes habituelles, on explore l'idée d'utiliser des substances qui pourraient aider à contrôler les récepteurs dans le cerveau influencés par le cannabis. En fin de compte, ce projet pourrait nous aider à mieux comprendre comment fonctionne notre cerveau, et aussi à créer de nouveaux traitements pour les problèmes mentaux graves.

Bénéfices attendus

Ce projet de recherche se concentre sur le rôle d'un récepteur du cerveau dans les processus d'apprentissage et de mémoire, en mettant particulièrement l'accent sur son implication dans les processus mentaux d'ordre supérieur. En explorant la signalisation de ce récepteur, nous cherchons à mieux comprendre les mécanismes moléculaires liés à des fonctions complexes telles que l'imagination et les croyances. L'objectif global est de dévoiler comment des altérations dans ces processus peuvent contribuer à des troubles psychopathologiques tels que les psychoses et les troubles de la consommation de drogues, qui ont un impact significatif sur la santé publique. Nous examinons également le rôle de ce récepteur dans la modulation de la perception sensorielle, soulignant son lien potentiel avec les états psychotiques. En dévoilant ces mécanismes neurobiologiques, notre recherche vise à approfondir notre compréhension des circuits neuronaux impliqués chez la souris. À plus long terme, nous anticipons que ces découvertes pourraient poser les bases de nouveaux concepts thérapeutiques pour traiter des conditions neuropsychiatriques importantes. En résumé, ce projet offre une opportunité tangible d'approfondir nos connaissances sur le cerveau et de développer des perspectives thérapeutiques novatrices.

Procédures

Les injections se font dans toutes les procédures. La nuisance provoquée par les injections est un stress et la douleur de l’injection (qui est modérée). Les injections ont une durée de 2 secondes environ et elles se font avec les animaux en vigile. Pour la chirurgie (durée 90 minutes environ), les animaux seront d'abord placés dans une boîte contenant d'anesthesique pour l'induction d'une anesthésie générale pour éviter toute douleur.

Impact sur les animaux

Les procédures utilisées dans ce projet varient en fonction de leurs effets sur les souris. Nous utiliserons des protocoles comportementaux et des chirurgies. Quelques souris vont subir une expérience longue qui peut entrainer une perte de poids aux souris. Dans ce protocole aussi les injections d'un agent qui produit du malaise aux animaux pendant environ une heure. Pour un protocole de conditionnement, certains souris reçoivent pendant une seconde des chocs au pied pour induire le conditionnement. Cela leur produit une douleur et du stress également. Dans un autre protocole, la nourriture sera restreinte avant de commencer l’expérience et les souris peuvent avoir une perte de poids. Les autres test comportamentaux n’impliquent pas un risque ou aucune nuisance aux souris, sauf le stress de leur manipulation et déplacement de leur cage à la structure où elles doivent faire la tache comportementale. Pourtant, la nuisance peut être due à l’injection. Cela peut induire du stress aux souris. Les chirurgies entrainent une perte de poids, de la douleur et du stress à la souris.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin des toutes les procédures, car les procédures entrainent une plasticité cérébrale et apprentissage qui empêchent pouvoir utiliser ces animaux à nouveau.

Remplacement

A ce jour, notre connaissance de l'organisation des circuits neuronaux chez les mammifères, y compris l'homme, ainsi que leur plasticité, ne nous permet pas de concevoir et de réaliser des simulations numériques fiables pour étudier les changements qui se produisent. En outre, l'utilisation d'invertébrés, dont le système nerveux est complètement différent, serait inappropriée. Dans ce contexte, le recours à des expériences sur les mammifères reste nécessaire. Le but du projet est d'étudier un phénomène comportemental qui ne peut pas être reproduit par des études in-vitro (dans des cultures cellulaires) car il s’agit de tests comportementaux. De plus, les symptômes de type psychotique sont très complexes et ne peuvent pas être étudiés dans d'autres modèles animaux comme le poisson zèbre, le cobaye...etc. L'utilisation de souris comme modèles animaux pour reproduire certains des symptômes a été le pilier de la littérature.

Réduction

Le nombre d'animaux utilisés dans chacun des groupes expérimentaux ne doit pas dépasser 10 animaux, c'est-à-dire le nombre minimum d'échantillons permettant l'application des tests statistiques classiques dans le domaine et également décrits dans la littérature scientifique sur le sujet. Les chiffres attendus garantissent une bonne interprétation des résultats. Toutefois, si l'expérience montre que les échantillons peuvent être réduits, ils le seront en conséquence.

Raffinement

Pour le R de raffiner, tous les protocoles sont optimisés pour soulager le stress et la douleur des animaux tout au long de cette étude. Les animaux sont logés dans des cages collectives avant et après la manipulation, avec un environnement enrichi (matériel de nidification) et un accès libre à l'eau et à la nourriture. Nous attendons au moins 1 semaine (7 jours) pour permettre aux animaux de s'adapter au cycle jour/nuit de notre animalerie expérimentale. Pour toutes les procédures des points limites ont été mis en place et seront appliqués. Si ce point est atteint, le vétérinaire en sera informé et nous prendrons une décision ensemble pour le bien-être de l’animal. Ensuite, les souris vont subir les protocoles expérimentaux avec accès à la nourriture et à l'eau. Elles seront soigneusement surveillées comme mentionné avant. Dans le cas des expériences de restriction d'eau, le poids et le bien-être des animaux seront soigneusement surveillés. Si des procédures douloureuses sont utilisées (p. ex. chirurgie), l'utilisation appropriée d'un anesthésique et d'un analgésique est prévue. De plus, les animaux seront logés dans des cages collectives avant et après la manipulation. Les souris sont hébergées avec du matériel de nidification en coton dans des conditions optimales de température, d'humidité et de lumière. Les souris sont observées quotidiennement par du personnel qualifié ainsi que par des expérimentateurs formés conformément à la réglementation en vigueur, afin que des mesures d'analgésie et de bien-être soient prises immédiatement si nécessaire. L'établissement des points limites est basé sur une évaluation de l'état général et du comportement des animaux, comme expliqué dans la procédure. Toutes les procédures chirurgicales, tant préopératoires que postopératoires, comprennent également l'utilisation d'analgésiques pour la gestion de la douleur et doivent être effectuées par des expérimentateurs formés à la chirurgie des rongeurs, conformément à la réglementation en vigueur.

Choix des espèces

À ce jour, l'étendue des connaissances concernant l'organisation des circuits neuronaux conservés chez les mammifères, y compris l'homme, et surtout leur plasticité, ne permet pas de concevoir et de mettre en œuvre des simulations numériques fiables permettant d'étudier les changements qui se produisent. De plus, l'utilisation d'invertébrés dont le système nerveux est complètement différent serait inappropriée. Dans ce contexte, l'expérimentation animale reste nécessaire. La souris est le modèle idéal pour ces trois raisons 1) Possibilité d'étudier des mutants pour une protéine donnée, 2) Reproductibilité et comparabilité avec d'autres résultats obtenus dans le laboratoire et la communauté scientifique au sens large. 3) Les installations sont équipées pour les études sur les rongeurs. Les animaux seront âgés de 8-17 semaines pour l’étude des comportements. Les animaux qui vont subir les protocoles comportementauxdoivent être adultes, donc ils devront avoir 10-13 semaines. Pour les animaux qui vont avoir l’une des deux chirurgies, les chirurgies vont être faites à l’âge de 8 semaines, et après une convalescence de quelques semaines, les tests comportementaux seront réalisés. Par conséquent, l’étude avec ces animaux se fera quand ils auront 12-17 semaines.