Oncologie

Capturés dans le fleuve, anesthésiés, puis équipés d'un émetteur acoustique implanté dans l'estomac ou sous la peau après incision, 240 poissons de trois espèces sauvages sont remis à l'eau vivants, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Grandes aloses, lamproies marines et silures subissent aussi un prélèvement d'écailles et de nageoire, l'ensemble tenant en moins de trois minutes par individu. Le projet suit à distance la remontée de ces migrateurs pour évaluer le franchissement d'un secteur de fleuve récemment restauré. Il répond à une étude réglementaire fixée par arrêté inter-préfectoral, un faible taux de mortalité post-opératoire étant admis d'avance.

Objectifs

L’étude vise à acquérir des connaissances sur le comportement de deux espèces de poisson migrateurs menacés, la grande alose et la lamproie marine. Ces espèces vivent en milieu marin et remontent se reproduire dans les fleuves. Il s’agira d’évaluer les remontées des individus dans un grand fleuve et le franchissement d’un secteur récemment restauré, en utilisant une technologie de suivi à distance (télémétrie acoustique). Des émetteurs seront implantés dans les poissons avant leur reproduction, de manière à les localiser ensuite à l’aide de récepteurs répartis dans l’aire d’étude pour mieux comprendre leur comportement, les entraves potentielles à la migration et les taux de prédation par le silure. Il s’agit d’une étude réglementaire, fixé par arrêté inter-préfectoral.

Bénéfices attendus

Le projet permettra d’améliorer les connaissances sur le comportement de la grande alose et de la lamproie marine pendant leur migration de reproduction dans un grand fleuve, et de comparer les résultats à une étude antérieure réalisée avant des travaux de restauration du fleuve, afin d'améliorer ensuite la gestion et la conservation de ces espèces.

Procédures

Les aloses capturées seront anesthésiées puis marquées par implantation gastrique d'émetteur acoustique (100 individus), et feront l’objet de prélèvements d’écailles et de nageoire. Les lamproies marines (130 individus) et les silures (10 individus) seront anesthésiés puis marqués par implantation chirurgicale d'émetteur acoustique. La manipulation n’excédera pas 3 minutes.

Impact sur les animaux

La capture, le transport, la stabulation, le marquage ainsi que les prélèvements d’écailles et de nageoires sont autant d’étapes nécessaires à l’étude et susceptibles d’induire un stress sur les animaux. Le marquage gastrique ou chirurgical génère un stress supplémentaire lors de la préhension, l’anesthésie et l’incision, et un risque de douleur post-implantation.

Devenir

Tous les individus capturés puis marqués seront remis à l’eau vivants pour l'étude de leur comportement dans le milieu naturel.

Remplacement

Le modèle biologique ne peut être remplacé pour cette étude comportementale qui implique de travailler nécessairement sur des individus vivants dans leur milieu naturel. Nous attendons des données sur la propension des individus à se déplacer et poursuivre leur migration jusqu’aux zones de reproduction accessibles. Il est donc nécessaire d'avoir recours à des animaux sauvages pour atteindre les objectifs du projet.

Réduction

Le projet est prévu en principe sur une durée de deux années, mais sera reconductible l’année suivante (3 ans au total) en cas de difficultés de capture. Il prévoit le marquage de 100 aloses, 130 lamproies et 10 silures, ce qui est un minimum (règle des 3 R : réduction) pour pouvoir décrire les comportements. Cet effectif tient compte d’un taux de mortalité post-opératoire assez faible (jusqu’à 3% généralement), de la prédation potentielle, et de la capture par la pêche. Grâce au réseau de récepteurs déployés, les détections des individus marqués seront a priori importantes, d’où une limitation à un maximum de 240 poissons. Cet objectif apparaît comme une cible réaliste au vu des effectifs en migration sur le fleuve étudié. Des analyses descriptives seront réalisées (taux de redétection, distances de déplacement, vitesses de déplacement, …).

Raffinement

Le protocole a été pensé pour tenir compte de la sensibilité des espèces migratrices, en particulier l’alose, aux opérations de capture-biométrie-marquage. Toutes les étapes des procédures jusqu’au réveil seront réalisées précisément sur le même site, soit directement sur le bateau, soit à proximité du fleuve. Pour les aloses et les silures, l’utilisation d’un brancard pour l’anesthésie permet de réduire le stress. Le marquage des aloses est réalisé directement dans le brancard. Le marquage des lamproies et silures sera réalisé dans un bac avec recirculation, pour maintenir l’oxygénation des branchies. Les poissons seront régulièrement observés et la qualité de l’eau surveillée. Les méthodes de marquage tiennent compte des spécificités et de la sensibilité des espèces et ont déjà été expérimentées et validées lors d’études précédentes. Des mesures sont prises pour réduire les effets délétères sur la survie (stress, souffrance, infection) et le comportement des animaux, en utilisant des points limites adaptés. Le ratio entre le poids des émetteurs implantés et celui des poissons sera largement inférieur à la limite préconisée pour les marquages d’animaux. Enfin, la phase de réveil se déroule soit directement dans le fleuve soit dans des bacs de grand volume alimentés par l’eau du fleuve. Dès reprise de la nage, les individus seront relâchés.

Choix des espèces

Les espèces cibles sont la grande alose et la lamproie marine. Ces deux espèces migratrices peuvent être considérées comme des indicateurs de la bonne connectivité des fleuves. Le projet porte plus spécifiquement sur la phase de migration de reproduction des 2 espèces, afin d’évaluer l’effet de travaux de restauration d’un grand fleuve sur cette étape majeure du cycle de vie des deux espèces. Le silure glane est la troisième espèce étudiée, en tant que prédateur des espèces migratrices. Les poissons seront marqués au stade adulte reproducteur, juste avant la reproduction (février-avril pour la lamproie marine, début mai pour la grande alose).

1 440 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des molécules candidates par voie orale, sanguine, cutanée, musculaire ou abdominale pendant six semaines, avec des prélèvements de sang répétés, sans qu'aucun analgésique ne puisse leur être administré car il fausserait les mesures immunitaires. Ces essais sont menés à façon pour des laboratoires publics et privés, chaque protocole étant fixé par le partenaire. Le porteur qualifie l'ensemble de "recherche responsable" respectant les 3R, alors que le service consiste à tester en série des composés pour des tiers.

Objectifs

Ce projet vise à évaluer la tolérance et l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques chez la souris, dans le cadre d’études réalisées pour des laboratoires publics et privés. Ces molécules peuvent cibler différentes maladies, comme les maladies auto-immunes ou inflammatoires, ou agir sur certaines fonctions précises du système immunitaire. Les expériences consistent à administrer ces molécules à des souris saines ou présentant un modèle de maladie, afin d’étudier les effets sur leur organisme et d’identifier les réponses immunitaires associées. Les modèles utilisés sont choisis en accord avec les partenaires, selon la nature du traitement et les objectifs scientifiques recherchés. Ce projet s’inscrit dans une démarche de recherche responsable : toutes les procédures sont standardisées et encadrées par des protocoles validés, dans le respect de la réglementation et du bien-être animal. Le personnel impliqué est spécifiquement formé et qualifié pour garantir des manipulations sûres, des résultats fiables et la prise en compte des principes des 3R (Remplacement, Réduction, Raffinement). En centralisant et en harmonisant ces études, notre unité contribue à la production de données scientifiques robustes tout en réduisant le nombre d’animaux utilisés et en assurant la qualité éthique et technique des expérimentations.

Bénéfices attendus

Ce projet a pour finalité d’évaluer la tolérance et l’efficacité de composés thérapeutiques développés par différents partenaires académiques et industriels. Ces études précliniques constituent une étape essentielle dans le développement de nouveaux médicaments, avant toute évaluation chez l’être humain. L’objectif scientifique est de déterminer si les molécules testées présentent une activité biologique mesurable et compatible avec une utilisation thérapeutique potentielle. Les données obtenues permettront d’orienter la poursuite du développement de ces candidats, soit vers des études complémentaires, soit vers des essais cliniques lorsqu’ils démontrent un profil de sécurité et d’efficacité satisfaisant. La mise en œuvre de ces expérimentations chez la souris se justifie par la pertinence de ce modèle dans l’étude du système immunitaire et des mécanismes inflammatoires, ainsi que par la possibilité de transposer certaines réponses physiologiques à l’humain. En standardisant ces études au sein d’une même structure d’appui, le projet garantit la fiabilité des résultats, la reproductibilité des analyses et le respect rigoureux du bien-être animal. Il contribue ainsi à la qualité scientifique et éthique des recherches précliniques et à la réduction du nombre global d’expérimentations nécessaires pour valider les candidats thérapeutiques.

Procédures

Administration des traitements candidats : applications de crème et/ou administrations par différentes voie systémique (orale, sanguine, cutanée, musculaire, abdominale) selon le schéma défini avec le partenaire : pendant 6 semaines maximum (durée du geste : environ 0.5 à 3min selon le geste). Une anesthésie gazeuse ou chimique peut être nécessaire suivant la voie d’administration choisie. Prélèvements sanguins (sur animaux vigiles) : le nombre de prélèvement est établi par le partenaire, chaque prélèvement est espacé d’au moins 7 jours (durée : environ 2min) (à partir de J0), et le volume de sang prélevé respectera les limites recommandées pour éviter tout risque pour l’animal. Pesées : 2 fois par semaine, durée : 2 min (à partir de J0). Observation quotidienne (quelques dizaines de secondes par cage) (à partir de J-3). Mise à mort à la fin de l’étude ou plus tôt si un point limite (critère prédéfini indiquant que l’animal ne peut plus continuer l’expérience sans souffrance majeure) est atteint.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables seront principalement liés à l’administration des traitements, aux anesthésies et aux prélèvements sanguins. Anesthésies : -Isoflurane : Stress lié à la répétition et irritation respiratoire légère. -Anesthésie/analgésie chimique : Récupération lente, diminution transitoire de l’activité motrice, hypothermie, baisse d’appétit, parfois respiration ralentie. Une surveillance rapprochée et des mesures de confort (tapis chauffants, hydratation) seront mises en place. Prélèvements sanguins : Gêne transitoire au point de prélèvement, stress de contention Voies d’administration des composés (préalablement testés pour toxicité par les partenaires, sans effets indésirables attendus) : -Intramusculaire : Douleur locale, gêne musculaire, risque de nécrose. -Sous-cutanée/Intradermique : Douleur modérée, irritation locale, croûtes, réaction inflammatoire locale, persistant de quelques jours à plusieurs semaines. En phase avancée, une mobilité réduite peut survenir en cas de gêne mécanique. -Intraveineuse Rétro-orbitale : Douleur légère. -Intraveineuse Caudale/Intrapéritonéale : Douleur légère, stress de contention. -Voie orale (gavage) : Stress de contention, risque d’irritation œsophagienne. -Voie orale (eau de boisson) : Altération possible du goût, réduction de la consommation. -Topique : Irritation cutanée mineure. Impact global : Chaque intervention (anesthésie, injections, prélèvements, pesées) aura un impact léger à modéré sur le bien-être de l’animal. Cependant, leur répétition ou leur accumulation pourra entraîner un stress plus marqué. Par ailleurs, une réaction systémique exceptionnelle (réponse immunitaire et inflammatoire généralisée) pourrait provoquer une perte de poids ainsi que des signes cliniques généraux et comportementaux. L’ensemble de ces effets indésirables fera l’objet d’un suivi quotidien à l’aide d’une grille de score. Le respect strict des points limites permettra d’assurer l’arrêt ou l’adaptation des procédures avant toute atteinte majeure au bien-être animal.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à l’issue de l’expérimentation. Cette étape est indispensable pour permettre le prélèvement des tissus et organes nécessaires aux analyses histologiques, biochimiques et immunologiques.

Remplacement

Aucune méthode alternative ne permet aujourd’hui de reproduire de façon fiable le fonctionnement complet du système immunitaire. L’étude des effets des molécules thérapeutiques doit se faire dans un organisme vivant, où toutes les interactions biologiques et les mécanismes de régulation sont présents. Le modèle murin (la souris) est le plus adapté pour ces recherches, car son système immunitaire est bien connu et proche de celui de l’être humain. De plus, il existe de nombreux outils scientifiques validés permettant d’étudier avec précision les réponses immunitaires chez ce modèle.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés dans chaque expérience est déterminé à partir de données issues d’expériences précédentes. Cela permet de calculer le nombre minimal d’animaux nécessaires pour obtenir des résultats fiables sur le plan statistique, sans multiplier inutilement les essais. Avant toute expérimentation animale, des tests préliminaires réalisés in vitro (en laboratoire sur des cellules, sans animal) par nos partenaires permettent également de réduire le nombre de groupes à tester. En moyenne, chaque groupe comporte huit animaux, un nombre suffisant pour assurer la solidité des résultats tout en limitant le recours à l’animal. Le nombre total de groupes peut varier selon le type de molécule ou le nombre de doses à comparer. Les données recueillies sont ensuite analysées avec des outils statistiques adaptés, afin d’exploiter au mieux les résultats et d’éviter de répéter les expériences. Toutes les procédures sont conçues pour minimiser le nombre d’animaux utilisés et optimiser la qualité scientifique des études, dans le respect des principes des 3R (Remplacement, Réduction, Raffinement).

Raffinement

Les animaux sont observés chaque jour par un personnel formé et qualifié, afin de détecter rapidement tout signe de douleur ou de mal-être. Une grille de suivi, adaptée à chaque protocole, permet d’évaluer l’état général des souris (comportement, poids, apparence, activité). Si un seuil critique est atteint, l’animal est retiré de l’étude et mis à mort de manière éthique et respectueuse, selon des procédures validées. Les manipulations pouvant provoquer une gêne ou une douleur sont réalisées par du personnel formé et compétent sous anesthésie appropriée, généralement gazeuse, ou chimique pour les interventions plus douloureuses. Lorsqu’un traitement est administré dans l’eau, la consommation est contrôlée chaque jour. Si le goût modifié entraîne une baisse de consommation, un sirop sans sucre peut être ajouté pour garantir une bonne hydratation et un confort alimentaire suffisant. L’administration d’antalgiques ou d’anti-inflammatoires n’est pas possible dans ce projet, car ces produits modifieraient les paramètres immunitaires étudiés. Pour compenser cette contrainte, plusieurs mesures de confort sont mises en place : utilisation de tapis chauffants pendant les anesthésies, manipulation douce et calme pour limiter le stress, alimentation enrichie et hydratée après les interventions, surveillance renforcée durant les périodes sensibles. Toutes les décisions sont guidées par une grille de score et un arbre décisionnel garantissant une évaluation objective et rigoureuse du bien-être animal. Les euthanasies sont réalisées dans des conditions adaptées, à l’écart des autres animaux, afin d’éviter toute source de stress.

Choix des espèces

La souris a été choisie car il s’agit d’un mammifère dont le patrimoine génétique est très proche de celui de l’être humain (environ 99 % des gènes sont communs). C’est un animal de petite taille, facile à élever et à manipuler, avec un cycle de reproduction rapide, ce qui en fait un modèle de référence en recherche biomédicale. Le fonctionnement du système immunitaire de la souris est bien connu et présente de fortes similitudes avec celui de l’homme. Cela permet d’obtenir des informations utiles pour mieux comprendre les mécanismes immunitaires et évaluer le potentiel de nouvelles molécules thérapeutiques avant leur utilisation chez l’humain. Les souris seront utilisées à partir de l’âge de 6 semaines, moment où leur système immunitaire est complètement mature. L’utilisation d’animaux jeunes adultes (pesant environ 20 g) permet d’assurer des réponses immunitaires stables, de limiter les variations liées à la croissance et de garantir la reproductibilité et la fiabilité des résultats expérimentaux.

Produites pour être vendues à des chercheurs et à des entreprises, 72 000 souris immunodéficientes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Dans la méthode principale, les nouveau-nés de moins de cinq jours reçoivent une irradiation de trois minutes puis une injection de cellules souches humaines dans le foie, avant un transport de quarante-cinq minutes en camion vers un éleveur professionnel. Le porteur explique que seules les femelles sont humanisées, "car il n'existe pas de demande du marché pour les mâles", et que la production est ajustée chaque semaine aux besoins prévus. Aucune de ces souris n'est tuée dans le cadre du projet, toutes étant gardées vivantes pour être utilisées ensuite par les clients, ce qui laisse leur devenir réel hors du champ de ce résumé.

Objectifs

Depuis plusieurs années, certaines souris spéciales, dites « immunodéficientes », sont utilisées comme modèles pour étudier le système immunitaire humain. Ces souris n’ont pas de défenses immunitaires propres, ce qui permet d’y greffer des cellules humaines. On leur injecte notamment des cellules souches du sang humain, capables de reconstruire un système immunitaire complet. L’objectif est de créer des souris dont le système immunitaire est en grande partie humain, afin de mieux comprendre les maladies, tester des traitements ou développer des vaccins. Le but de ce projet est de produire ces souris « humanisées » et de les mettre à disposition de chercheurs et d’entreprises pour enrichir la connaissance et développer les médicaments de demain.

Bénéfices attendus

Les souris dotées d’un système immunitaire humain sont des modèles essentiels pour la recherche médicale, car elles reproduisent des caractéristiques proches de celles de l’être humain. Elles permettent de tester des médicaments dans des conditions plus réalistes, notamment pour des maladies liées au système immunitaire, au cancer, à l’inflammation ou au métabolisme. Ces modèles améliorent la qualité des recherches en offrant des résultats plus fiables et reproductibles. Cela contribue à réduire les échecs lors des essais cliniques et à accélérer le développement de nouveaux traitements. En utilisant des modèles adaptés, la recherche gagne en pertinence et limite le recours à des approches moins efficaces.

Procédures

Deux méthodes sont utilisées pour humaniser le système immunitaire humain chez les souris. Méthode 1, la plus courante, concerne les nouveau-nés âgés de moins de 5 jours. Ils reçoivent une irradiation unique, très courte (environ 3 minutes), suivie d’une injection de cellules souches humaines directement dans le foie, qui ne dure que quelques secondes. Méthode 2, utilisée uniquement dans de très rares cas (2% d'humanisations), concerne des jeunes femelles âgées de 4 à 5 semaines. Elles reçoivent deux injections intrapéritonéales de busulfan à 24 heures d’intervalle, chacune ne durant que quelques secondes. Ensuite, une seule injection de cellules est réalisée par voie rétro-orbitale sous anesthésie gazeuse. Bien que l’injection elle-même prenne seulement quelques minutes, l’animal reste anesthésié pour une durée totale maximale de 7 à 10 minutes. Chaque animal ne suit qu’une seule méthode complète, soit au stade nouveau-né, soit à l’âge adulte.

Impact sur les animaux

Les souris utilisées dans ce projet sont des animaux immunodéficients et doivent donc être maintenues dans des conditions très protégées pour éviter les infections. Lorsqu’elles ne sont pas exposées à des agents infectieux, elles restent en bonne santé. Un léger stress peut survenir lors de leur transport entre les sites, ainsi que lors de la manipulation des nouveau-nés et de leur séparation avec la mère. Chez les nouveau-nés, l’injection dans le foie peut provoquer une légère gêne de courte durée. Les injections intrapéritonéales de busulfan peuvent entraîner un inconfort transitoire au point d’injection ainsi qu’une période limitée de malaise, se manifestant par une baisse d’activité, un appétit diminué et une légère perte de poids. L’injection rétro-orbitale peut causer une irritation oculaire passagère liée à la manipulation, mais le produit injecté n’est pas irritant. Pour garantir une qualité optimale des soins et des conditions sanitaires, les animaux humanisés sont hébergés chez un éleveur professionnel jusqu’à leur expédition vers l’utilisateur final. En conséquence, ils doivent être transportés depuis notre site vers celui de l’éleveur. Ce trajet, d’une durée d’environ 45 minutes en camion agréé, est direct et réalisé dans des conditions contrôlées. Bien que court, ce déplacement peut entraîner un stress transitoire chez les souris.

Devenir

Tous les animaux sont gardés à vie à l’issue de chaque procédure de ce projet. Ils sont destinés à être utilisés dans des études scientifiques menées par les utilisateurs finaux, ce qui constitue l’objectif principal de leur production.

Remplacement

Les souris immunodéficientes portant un système immunitaire humain reconstitué sont aujourd’hui des modèles essentiels pour étudier le fonctionnement de cellules humaines dans un organisme vivant, avant les phases cliniques. Des méthodes alternatives sans animaux se développent, comme les systèmes organ-on-chip, les co-cultures avancées ou les organoïdes, qui permettent de reproduire certaines fonctions de tissus humains. Ces approches offrent des avantages, notamment la possibilité d’utiliser des cellules provenant de patients, et elles sont progressivement intégrées aux stratégies de développement pour réduire l’usage d’animaux. Toutefois, elles ne permettent pas encore de reproduire les interactions complexes entre organes, les régulations hormonales ou métaboliques, ni la dynamique complète du système immunitaire. Pour ces raisons, les modèles de souris humanisées restent indispensables pour comprendre les réponses immunitaires dans un organisme entier et obtenir des données fiables avant les essais chez l’homme.

Réduction

Le nombre de souris humanisées produites est défini en fonction des besoins prévus pour les six prochains mois. La production est répartie en petits lots hebdomadaires, ce qui permet d’ajuster les objectifs de production chaque semaine. Les fluctuations naturelles peuvent être compensées grâce à des lots produits jusqu’à deux semaines avant ou après. Ainsi, seules les souris réellement nécessaires sont produites et toute surproduction est évitée. Enfin, seules les femelles sont actuellement humanisées, car il n’existe pas de demande du marché pour les mâles. Des méthodes innovantes sont à l’étude pour, à terme, permettre l’utilisation des mâles ou réduire leur proportion à la naissance.

Raffinement

Les souris sont maintenues en conditions sanitaires strictes afin de les protéger des infections, auxquelles elles sont très sensibles en raison de leur immunodéficience. Pour l’humanisation selon la méthode 1, les petits sont manipulés avec précaution afin de limiter leur stress et permettre leur retour sans difficulté auprès de la mère. Avant toute manipulation, le technicien frotte ses gants avec de la litière afin de conserver l’odeur du nid. Cela est appliqué lors de l’irradiation et de l’injection des cellules humaines. Pour la méthode 2, l’injection rétro-orbitale est réalisée sous anesthésie afin de garantir le confort de l’animal. Après chaque procédure, les animaux font l’objet d’une surveillance attentive pendant 1 à 2 jours afin de détecter rapidement toute complication. En cas de perte d’appétit ou de poids, de la nourriture molle ou en gel est ajoutée pour faciliter l’alimentation.

Choix des espèces

Les progrès en génétique permettent aujourd’hui de créer des rongeurs présentant un système immunitaire humain ou l’humanisation de certains organes. Ces modèles sont essentiels pour mieux comprendre les maladies humaines et développer des traitements adaptés. Le rongeur est choisi pour sa taille et sa manipulation aisée, ce qui en fait un modèle idéal pour l’humanisation du système immunitaire par injection de cellules souches humaines. Ces modèles sont utilisés pour des études précliniques avant les essais chez l’Homme, notamment pour évaluer l’efficacité de nouveaux médicaments. Ils permettent d’analyser le rôle des cellules immunitaires humaines dans des contextes complexes, comme les tumeurs ou les réactions inflammatoires. Le stade de développement des animaux utilisés est déterminé par la méthode d’humanisation : pour l’humanisation par irradiation et injection intra-hépatique de cellules souches de sang, des nouveau-nés âgés de 4 à 5 jours sont utilisés, car cette approche fonctionne mieux chez les très jeunes animaux. Pour la méthode utilisant le busulfan et l’injection en rétro-orbitale, des rongeurs âgés de 4 à 5 semaines sont choisis, car ils tolèrent ce traitement, qui serait toxique chez les nouveau-nés.

Pour établir le rôle d'un neuropeptide dans la préférence alimentaire, 288 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Elles passent cinq jours isolées en cage métabolique, reçoivent des injections quotidiennes pendant cinq jours et subissent sept prélèvements de sang par incision du bout de la queue, au cours de tests glycémiques d'une à deux heures. Le porteur reconnaît que l'isolement peut entraîner un stress et une perte de poids, et que les tests peuvent provoquer une hypoglycémie si la quantité d'insuline injectée n'est pas optimale. Toutes finissent par une ponction cardiaque sous anesthésie, qui provoque la mort, ou par une perfusion intracardiaque, pour prélever le sang et les organes.

Objectifs

Ce projet a pour but d'étudier le rôle d'une molécule dans la détermination de la préférence alimentaire et des intolérances alimentaires chez la souris. Cette étude pourrait ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques dans le traitement de ces intolérances et de maladies inflammatoires intestinales.

Bénéfices attendus

Avec ce projet, nous souhaitons mettre en lumière le rôle d'une molécule dans la préférence alimentaire et faire le lien avec les intolérances alimentaires et les maladies inflammatoires de l'intestin. Cela pourrait ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques dans le traitement de ces troubles chez l'humain.

Procédures

Les animaux seront soumis à des tests glycémiques d'une durée de 1h et 2h durant lesquels des prélèvements de sang seront effectués à partir de l'extrémité de la queue des animaux. Ils resteront libres de leurs mouvements (7 prélèvements de microgouttes de sang par animal, moins d'une minute par prélèvement). Les traitements par injections auront lieu une fois par jour pendant 5 jours. On réalisera une mesure de la prise alimentaire des souris grâce aux cages métaboliques où les souris seront isolées pendant 5 jours. Les souris seront également soumises à un prélèvement de sang terminal (ponction cardiaque causant la mort de l'animal) ou à une perfusion intra-cardiaque en étant anesthésiées, cela durera 5 min avant d'être mises à mort.

Impact sur les animaux

L'isolement dans les cages métaboliques pendant 5 jours peut entraîner un stress et une perte de poids chez les souris. Le gavage, les injections et les prélèvements sanguins peuvent entraîner un stress. La légère incision à l'extrémité de la queue peut provoquer une douleur. Les tests glycémiques peuvent entraîner une hypoglycémie si la quantité d'insuline injectée n'est pas optimale. Les injections des molécules ont déjà été réalisées lors de précédentes études et n'ont pas montré d'effets indésirables. Le bien-être des animaux sera surveillé régulièrement par le personnel de l'animalerie ou les expérimentateurs.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure car nous avons besoin de prélever leur sang et/ou leurs organes pour les analyser ultérieurement.

Remplacement

Pour étudier le rôle de notre molécule dans la détermination de la préférence alimentaire, nous devons travailler sur des modèles murins in vivo. Nous ne pouvons pas réaliser ces expériences in vitro ou sur cultures cellulaires puisque nous avons besoin de mesurer des paramètres sanguins et métaboliques ainsi que d'étudier le comportement alimentaire, ce qui ne peut être effectué que sur des organismes entiers in vivo. De plus, les invertébrés ne possèdent pas les structures cérébrales et endocrines équivalentes aux mammifères pour le contrôle de la glycémie et de la prise alimentaire.

Réduction

Les expériences seront limitées à un nombre de 24 souris (12 femelles et 12 mâles) par condition de traitement pour être statistiquement analysables. Les tests glycémiques, qui n'impliquent pas d'effet néfaste à long terme pourront êtres menées successivement sur les mêmes animaux en respectant une période de repos aux cours desquelles les paramètres physiologiques et le bien-être des souris seront régulièrement évalués. Nous utiliserons des tests statistiques appropriés pour analyser les résultats efficacement.

Raffinement

L'anesthésie et l'analgésie seront utilisées selon les procédures décrites dans ce document, des points limites seront mis en place et le bien-être des souris sera vérifié régulièrement par le personnel de l'animalerie et les expérimentateurs.

Choix des espèces

Pour étudier le rôle de la molécule dans la détermination de la préférence alimentaire, nous devons travailler sur des modèles murins in vivo. Nous avons besoin de mesurer des paramètres sanguins et métaboliques ainsi que d'étudier le comportement alimentaire, ce qui ne peut être effectué que sur des organismes entiers in vivo. De plus, les modèles animaux invertébrés ne possèdent pas les structures cérébrales et endocrines équivalentes aux mammifères pour le contrôle de la glycémie et de la prise alimentaire. Au cours de cette étude nous étudierons la physiologie de la souris adulte. Elles seront donc âgées d'au moins 8 semaines.

631 souris vont être utilisées, toutes tuées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes subissent une neurochirurgie de 45 minutes à une heure trente, puis un branchement quotidien de leurs implants à électrodes, certaines recevant quatre injections intrapéritonéales sous contention. L'optogénétique employée peut déclencher des mouvements incontrôlables, lever une patte ou tourner la tête, que le porteur décrit comme non douloureux. Il présente les tests comportementaux, des "jeux de décisions" fondés sur la récompense, comme "positifs pour le bien-être animal", et écrit que ce protocole augmente le bien-être des souris.

Objectifs

En temps normal, les synapses (les espaces de contact et de communication entre neurones) présentent un équilibre entre stabilité et plasticité qui permet à un individu d'être "flexible" sur le plan comportemental : il a un schéma de fonctionnement stable dans son environnement (croyances, habitudes) mais il peut s'adapter à un changement d'environnement. La flexibilité comportementale est un processus central au développement social et cognitif typique des individus. Les troubles du spectre autistique (TSA) sont caractérisés par une forte altération de cette flexibilité comportementale. Les TSA résultent parfois d'une variation sur un gène qui maintient l'équilibre entre plasticité et stabilité synaptique, car ce gène permet de fabriquer les protéines de "charpente" pour les synapses . Nous testerons donc le lien entre les protéines de "charpente" liées aux TSA, la plasticité neuronale et la flexibilité dans un contexte d'apprentissage. Notre hypothèse est que le lien entre protéines synaptiques et flexibilité comportemental est fait dans les différentes aires du cortex préfrontal, nous cherchons donc à comprendre comment.

Bénéfices attendus

Précisément, nous déterminerons: - le rôle causal des aires du cortex préfrontal dans la flexibilité - le codage au niveau neuronal de la flexibilité dans les différentes aires préfrontales - le rôle des protéines de "charpente" dans ces processus.

Procédures

Tous les animaux seront soumis à des neurochirurgies. La durée de l'opération est de 45 minutes à 1h30, avec toutes les précautions possibles pour éviter la douleur (anesthésie gazeuse, anesthéisques locaux, morphiniques en péri-opératoire). Les seules manipulations quotidiennes consisteront en un branchement des implants à électrodes (geste non douloureux). Des injections intra-péritonéales seront réalisées pour certains animaux (4 injections par animal sur la totalité de l'expérience). Le reste des procédures implique des tests comportementaux de type "jeux de décisions", basés sur des récompenses, et décrits comme positifs pour le bien-être animal dans la littérature

Impact sur les animaux

Les animaux qui subiront des neurochirurgies peuvent éventuellement avoir des douleurs associées aux interventions effectuées sur l'os mais aussi au niveau des sutures. Certains effets indésirables peuvent être causés par une technique ("optogénétique") qui permet d’allumer ou d’éteindre des neurones grâce à la lumière comme troubler l'activité locomotrice (le mouvement est incontrôlable mais non douloureux, comme lever une patte ou tourner un peu la tête). Les animaux d'une des procédures auront des contentions (pour lesquelles ils seront habitués en douceur) en vue d'injections intrapéritonéales sur quatre jours.

Devenir

Les animaux sont tous mis à mort après les procédures pour vérifier que les sites (les zones très précises du cerveau) pour l'injection et d'implantation sont corrects.

Remplacement

Nous cherchons à évaluer le rôle des neurones pendant le comportement de décision, il est donc impossible de remplacer les méthodes in vivo par des methodes in vitro.

Réduction

Nous avons déjà effectué des expériences similaires (pour étudier d'autres zones cérébrales) ce qui nous permet de réduire le nombre d'animaux au strict nécessaire. De plus nous développons un modèle informatique de réseau de neurones récurrent capable de modéliser la prise de décision. L'activité électrique des neurones y est fonction des connexions synaptiques, qui elle-mêmes évoluent en fonction de l'activité électrique des neurones et des récompenses reçues par l'animal (plasticité synaptique). ce modèle fournira des prédictions précises sur ce qu'il est important d'enregister comme activité électrique, ce qui réduit le nombre d'animaux.

Raffinement

Pour diminuer et abolir les douleurs chirurgicales, nous utilisons une combinaison d'anesthésiques et d'antiinflammatoires pendant la chirurgie et en péri-opératoire. La technique sera réalisée en conditions d'asepsie pour prévenir les infections. Si la technique ("optogénétique") qui permet d’allumer ou d’éteindre des neurones grâce à la lumière déclenche des mouvements incontrôlables, même non douloureux, comme lever une patte ou tourner un peu la tête, le protocole sera interrompu. Le protocole sera aussi interrompu si les points limites définis sont atteints. Nous tiendrons une feuille de suivi post-opératoire sur les deux jours suivant l'opération pour évaluer rapidement ces points. Le stress de l’animal sera limité par un enrichissement permanent de l’environnement, ainsi qu’une habituation quotidienne à l’expérimentateur/rice et à la salle expérimentale. Le protocole de comportement consiste en un jeu de décisions et augmente le bien-être des animaux.

Choix des espèces

Le système de décision (le circuit de la récompense) est plus proche anatomiquement et fonctionnellement entre mammifère (rongeurs et Humains) qu'entre mammifères et invertébrés, poissons ou oiseaux. De plus, la génétique de la souris offre des outils de modulations des réseaux neuronaux. Enfin, nos tâches comportementales de type "jeux" ont été spécifiquement développées et adaptées à l'étude des prises de décision de la souris, tout en assurant leur bien-être. Ce projet implique d'utiliser des groupes de souris de même stade de développement (8 semaines) qui est un stade classique dans les études sur les prises de décision (8 semaines étant considéré comme le début de l'âge adulte dans cette espèce).