Oncologie

Les souris utilisées sont immunodéficientes, condition posée par le laboratoire pour qu'elles acceptent des tumeurs humaines. 816 d'entre elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour l'étude des tissus tumoraux. Chacune reçoit une injection sous anesthésie locale, puis une contention manuelle de trente secondes à une minute pour mesurer la tumeur au pied à coulisse, ou une anesthésie générale d'imagerie d'au plus vingt minutes, une à deux fois par semaine pendant douze semaines. Le porteur reconnaît que la tumeur implantée dans le flanc provoque une douleur et une gêne mécanique modérées et que des métastases peuvent apparaître, et annonce des "points limites précoces" strictement appliqués sans dire lesquels.

Objectifs

Le mélanome cutané est une tumeur maligne de la peau résultant de la transformation de mélanocytes spécialisées dans la production de la mélanine. Les cas pédiatriques de ce cancer sont très rares dans les pays européens, avec un taux d’incidence impliquant moins de 1 sur 100000 personnes par an, mais dont l’incidence augmente depuis plus de 20 ans, en relation avec une exposition au soleil non protégée. En général, les cancers à apparition précoce sont le signe d’une prédisposition génétique. Cependant, les patients qui ont développé un mélanome avant l’âge de 18 ans n’ont pas montré de mutations dans les gènes prédisposant au mélanome de l’adulte. Ainsi, pour déterminer l’origine génétique de ces mélanomes pédiatriques nous avons utilisé des technologies de séquençage à très haut débit de 55 trios, composés des deux parents sains et de l’enfant atteint d’un cancer de la peau, et de 6 tumeurs congelées. L’analyse de ces trios nous a permis d’identifier plus de 27 gènes porteurs de mutations de novo, c’est-à-dire présentent que chez l’enfant malade et absentes chez les parents sains. Ensuite, nous avons réalisé des expériences sur cellules, qui nous ont permis de réduire le nombre de gènes à étudier à 5, dont 3 gènes connus pour être impliqués dans des voies de régulations dperintents, ainsi que les deux gènes connus dans des voies de régulation de la prolifération et du métabolisme. Ces expériences in vitro ont été réalisées dans différentes lignées cellulaires, soit des lignées de mélanocytes pré-transformées pour étudier la capacité de ces mutations à transformer des cellules saines en malignes, soit des lignées de mélanome possédant des caractéristiques d’invasion et de prolifération contraire, afin d’étudier la capacité de ces mutations à favoriser des stades tardifs de la transformation tumorale. Maintenant,il est indispensable de confirmer les effets obtenus in vitro dans un modèle animal vivant de souris immunodéficientes car ce modèle permet l’implantation de tumeurs humaines avec une bonne efficacité. Ce projet a donc pour but de confirmer et d’étudier l’implication de ces mutations et de ces gènes dans le développement tumoral et la formation des métastases.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de confirmer l'implication de ces variants identifiés en clinique chez de jeunes patients dans le processus de cancérogenèse. La découverte de gènes impliqués dans la survenue des mélanomes pédiatriques permettra également d’améliorer notre compréhension des mécanismes impliqués dans la croissance et la diffusion de ces cellules tumorales. La prise en charge des patients pourra également être améliorée en identifiant de nouveaux marqueurs ou de nouvelles cibles thérapeutiques.

Procédures

Certains animaux auront une injection sous anesthésie locale pendant 1 min, une contention à la main pendant 30 secondes à 1 minute pour mesurer à l’aide d’un pied à coulisse la taille de la tumeur. D'autres auront une injection sous anesthésie locale pendant 1 min ainsi qu'une anesthésie générale pour imagerie, durée maximale 20 min, 1 à deux fois par semaine pendant 12 semaines.

Impact sur les animaux

La tumeur située dans le flan de la souris peut occasionner une une douleur et une gêne mécanique modérées. L'apparition de métastases peut entraîner potentiellement des symptômes cliniques modérés liés à la localisation de ces métastases, qui seront de petite taille.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure pour études au laboratoire sur les tissus tumoraux.

Remplacement

Les modèles cellulaires subsitutifs in vitro, in silico ou ex vivo ne permettent pas d’appréhender le comportement tumoral dans toute sa complexité, en particulier les interactions avec le microenvironnement ou encore la réponse aux traitements impliquant souvent différents systèmes au sein de l’organisme (système vasculaire, hormones…), l’utilisation des modèles appliqués in vivo reste indispensable. Seul un animal vivant, entier, peut permettre d’étudier dans leur globalité le développement tumoral ou des métastases du mélanome dans les organes distants.

Réduction

Nous avons pu identifier 27 gènes pouvant jouer un rôle dans l’émergence de tumeur ou de métastases. Grâce à des analyses bio-informatiques des données de patients et des expériences in vitro, nous avons réduit ce nombre à 5. Enfin, le nombre d'animaux a été réduit au minimum et déterminé grâce à une étude statistique permettant une interprétation précise et significative des résultats.

Raffinement

Pour respecter les exigences de raffinement, les animaux sont observés tous les jours par les membres responsables du projet, tout comportement anormal sera évalué selon la grille de score de douleur établie et les points limites seront strictement appliqués. De plus, les animaux sont observés et pesés deux à trois fois par semaine par les expérimentateurs confirmés responsables du projet. Si une perte de poids d'environ 10% par rapport au poids initial est observé,un aliment appétent et énergétique sera ajouté dans la cage. Si un signe de douleur est observé (prostration, agressivité), un anti-douleur sera administré et un enrichissement supplémentaire ou différent pourra être ajouté dans la cage. Les souris seront anesthésiées lors des différentes procédures. Des points limites précoces ont été définis et seront strctement appliqués.

Choix des espèces

Les modèles tumoraux de notre laboratoire sont exclusivement développés sur la souris immunodéficiente qui est un modèle de référence en oncologie préclinique et qui peut recevoir des tumeurs humaines. Nous souhaitons utiliser les souris à maturité sexuelle, adulte, de 6 à 7 semaines. En effet le développement de la souris entraine des variations d'expression géniques, hormonaux, des changements physiologiques qui peuvent avoir des effets sur l'expression de certains gènes et donc biaiser nos résultats. Nous souhaitons limiter les variations de ceux-ci et pouvoir standardiser au maximum la physiologie des souris.

Quand l'injection d'insuline fait tomber leur glycémie sous 40 mg/dL, les souris reçoivent du glucose pour les remonter. 390 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées après seize semaines d'exposition à une privation intermittente d'oxygène pour prélever leurs organes. Elles sont habituées progressivement au tube de contention servant aux mesures de pression artérielle, transportées entre trois établissements distincts, et certaines portent un implant de télémétrie posé au cours d'une chirurgie de trente minutes. Le porteur écrit que dix animaux par groupe suffisent pour ses analyses métaboliques et que cinq suffisent pour la télémétrie, sans détailler comment ces effectifs aboutissent aux 390 souris déclarées pour ce volet.

Objectifs

Le projet vise à répondre à deux questions scientifiques, à savoir : -La privation intermittent d'oxygène (induite pas l’apnée obstructive du sommeil AOS) provoque-t-elle des dérèglements de l’activation sur système nerveux autonome ? -Si oui, ces dérèglements sont-ils responsables des troubles métaboliques hépatique associés à ce stress hypoxique et plus largement à cette pathologie (AOS) ? Pour cela le projet met en place une collaboration multi-équipes pour mutualiser les expertises et le matériel. Le projet sera donc réalisé dans 3 établissements utilisateurs voisins.

Bénéfices attendus

L'activation du système sympathique dans les apnées obstrutives du sommeil commence d'être décrite en clinique par des observations cardiaques (ECG). Par ailleurs, cette activation a sans doute des répercussions sur le plan métabolique que nous allons tenter de comprendre. Si une activation de la voie sympathique s'avère dans notre modèle d'exposition à l'hypoxie intermittente avec des désordres métaboliques associés, nous allons pouvoir envisager des traitements d'inactivation de cette voie (Béta bloquant ou autre) avec des répercussions importantes. Au final, l'idée est de développer une nouvelle thérapie pour lutter contre les déréglements métaboliques associés au syndrome d'apnées obstrutives du sommeil.

Procédures

Dans l'EU1 Les animaux seront soumis à de l'hypoxie intermittente 8 heure par jour, pendant 16 semaines de 8h à 16h. Ils suivront des tests de stimulations à différentes drogues connues afin d'évaluer leur sensibilité à celles-ci (3 tests à la 2ème, 8ème et 16ème semaine d'exposition à l'hypoxie). Ils auront des mesures de glycémie par microprélèvements (goutte de sang prélevée à la queue, 3 tests). Il suivront 3 ECG et 3 echographies cardiaques non invasifs, réalisés sous anesthésie générale (durée moyenne 10 min) dans l'EU2. . Certains d'entres eux (5 par groupes et par souches soit 70 animaux), suivront une chirurgie permettant la pose d'implant de télémétrie nécessaire au suivi en temps réel de leurs paramètres vitaux (ECG, glycémie et pression) (durée de la chirurgie 30 min) dans l'EU1. Les animaux seront hébergés en cage adaptée à la mesure des échanges de gaz respiratoires pendant 48 heures (24 heures d’acclimatation et 24 heures de mesures) afin de mesurer la dépense énergétique des animaux dans l'EU2. Ces cages sont conformes aux normes européennes sur le bien-être des animaux, elles contiennent des enrichissements (tunnel) et un accès à l’eau et à la nourriture ad libitum. Enfin des mesures de pressions artérielles seront réalisées sur les animaux à la fin de l'exposition à l'hypoxie deux fois 15 min à intervalle de 4 jours (sur 280 animaux (140 de chaque souche)).

Impact sur les animaux

Le modèle d'exposition à la privation d'oxygène intermittente est bien connu au laboratoire et les effets secondaires sur les animaux sont bien décrits (augmentation de la ventilation et augmentation de l'hématocrite sans conséquence majeure). Les traitements utilisés sont déjà connus dans la litérature et au laboratoire, il ne devrait pas y avoir de problème. Les injections de glucagons devraient augmenter la glycémie des animaux (mais sans excés). Les injection d'insuline devraient provoquer une baisse de la glycémie. Si celle-ci devient inférieure à 40mg/dl les animaux recevront une injection de glucose). Les injections d'adrénaline, d'isoprénaline, de noradrénaline et de dexaméthazone sont attendues pour augmenter légèrement la fréquence cardiaque. Les mesures de pression artérielle à la queue étant réalisées en placant les animaux dans un tube de contention, les animaux pourront être stressés lors de ces mesures. Ils seront donc habitués progressivement et plusieurs fois à cette contention avant les mesures. Les animaux opérés pour être équipés d’implants de télémétrie auront besoin de quelques jours de récupération avec un suivi quotidien avec vérification des points limites décrits en procédure expérimentale (sur 14jours). Comme lors de toute chirurgie, un risque infectieux existe. La mise en cage colarimétrie n'induit pas de nuissance particulière car elles sont de taille identiques à celles de l'hébergement et avec le même enrichissement.

Devenir

Les animaux seront euthanasiés à l'issue des 16 semaines d'hypoxie afin de prélever différents organes. Une mutualisation des prélèvements pour d'autres analyses ou mises au points techniques pourra être faite avec d'autres chercheurs du laboratoire.

Remplacement

Nous avons pris en compte la règle des 3 R car ces expérimentations seront réalisées avec le souci de remplacer l'expérimentation animale. Seulement à ce jour aucun moyen ne nous permet de remplacer ce modèle animal pour analyser les dérèglements des systèmes intégrés comme l'activation du système nerveux autonome.

Réduction

Nous réduisons le nombre d'expérience en multipliant les tests à partir d'un seul animal grâce a des analyses non invasives (ECG+Echographie) à différents temps (avant le sacrifice terminal). Nous utilisons également le nombre minimal d'animaux nécessaires pour obtenir des résultats statistiquement fiables. Le nombre d’animaux a été évalué avec un test statistique tenant compte de la variabilité des précédentes expériences déjà réalisées au laboratoire en ce qui concerne les analyses métaboliques et en intégrant un effet de la privation de l'oxygène à hauteur de 20-30%. Nous obtenons un minimum de 10 animaux par groupe avec un risque de 5%. Les résultats obtenus seront analysés par des tests statistiques. Pour les données générées par la télémétrie, un n=5 devrait suffire car ces mesures sont très précises, réalisées sans stress des animaux et en continue (nombre de mesure supérieur à 1000).

Raffinement

Cette étude est menée avec un grand souci de raffinement d'autant que ces analyses sont très sensibles aux moindres perturbations des animaux (stress etc). Ainsi nous veillerons à respecter scrupuleusement les cycles jours/nuit et limiterons fortement les allers et venues dans l'animalerie ainsi que le bruit pour ne pas déranger les animaux. Les animaux suivront également des habituations de manipulation par les expérimentateurs afin de limiter fortement le stress des animaux durant les analyses en particulier celles de mesure de pression. Les animaux seront anesthésiés durant les ECG et les échographies. Les animaux qui suivront la chirurgie implantatatoire pour la télémétrie bénéficieront d’un traitement antalgique. Enfin, des points limites adaptés et des critères d’arrêt de souffrance sont définis pour la procédure que suivront les animaux de ce projet. La mise en cage colarimétrie n'induit pas de nuissance particulière car elles sont de taille identiques à celles de l'hébergement et nous les aménagerons avec le même enrichissement. Un éventuel stress des animaux pourrait être engendré par le transport entre les différents EU mais les distances sont faibles entre eux. L'EU3 est situé un étage plus bas de l 'EU1 et l'EU2 est situé à 10 min de voiture. Ces transports seront réalisés par l'expérimentateur lui même (pour limiter le stress des animaux) avec le plus grand soin (voiture climatisée, conduite souple etc...)

Choix des espèces

La souris est un mammifère dont certaines caractéristiques biologiques peuvent être extrapolées à l'Homme, notamment dans le cadre d'études systémiques, premettant ainsi de comprendre les mécanismes physiologiques et physiopathologiques avant d'entreprendre des études cliniques. Enfin la pertinence du choix de cette espèce animale repose sur le fait de la comparativité des études scientifiques. Le modèle d'exposition des souris à l'hypoxie intermittente étant déjà bien caractérisé et publié dans la litérature. L'utilisation d'animaux transgénique est le seul moyen d'évaluer spécifiquement l'implication du gène ciblé sur les perturbations métaboliques associées à l'hypoxie intermittente, la souris est l'espèce de choix pour ces expériences. Les animaux seront utilisés au stade jeune adulte ou adulte afin de mimer au mieux la pathologie clinique qui survient à l'age adulte. Age de 16 semaines à l'entrée dans l'étude.

Huit heures de privation d'oxygène par jour, de 8 h à 16 h, pendant seize semaines : 390 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever leurs organes. Elles subissent trois séries de tests de stimulation à l'insuline, au glucagon, à l'adrénaline ou à la dexaméthasone, trois électrocardiogrammes et trois échographies sous anesthésie, quarante-huit heures en cage de mesure des échanges gazeux, et des mesures de pression artérielle en tube de contention. Le protocole, réparti sur trois établissements voisins entre lesquels les animaux sont transportés, prévoit aussi soixante-dix chirurgies de trente minutes pour implanter un émetteur de télémétrie, suivies de quatorze jours de surveillance. La thérapie espérée contre les dérèglements métaboliques de l'apnée du sommeil reste énoncée au conditionnel, quand la privation d'oxygène, elle, court sur quatre mois.

Objectifs

Le projet vise à répondre à deux questions scientifiques, à savoir : -La privation intermittent d'oxygène (induite pas l’apnée obstructive du sommeil AOS) provoque-t-elle des dérèglements de l’activation sur système nerveux autonome ? -Si oui, ces dérèglements sont-ils responsables des troubles métaboliques hépatique associés à ce stress hypoxique et plus largement à cette pathologie (AOS) ? Pour cela le projet met en place une collaboration multi-équipes pour mutualiser les expertises et le matériel. Le projet sera donc réalisé dans 3 établissements utilisateurs voisins.

Bénéfices attendus

L'activation du système sympathique dans les apnées obstrutives du sommeil commence d'être décrite en clinique par des observations cardiaques (ECG). Par ailleurs, cette activation a sans doute des répercussions sur le plan métabolique que nous allons tenter de comprendre. Si une activation de la voie sympathique s'avère dans notre modèle d'exposition à l'hypoxie intermittente avec des désordres métaboliques associés, nous allons pouvoir envisager des traitements d'inactivation de cette voie (Béta bloquant ou autre) avec des répercussions importantes. Au final, l'idée est de développer une nouvelle thérapie pour lutter contre les déréglements métaboliques associés au syndrome d'apnées obstrutives du sommeil.

Procédures

Dans l'EU1 Les animaux seront soumis à de l'hypoxie intermittente 8 heure par jour, pendant 16 semaines de 8h à 16h. Ils suivront des tests de stimulations à différentes drogues connues afin d'évaluer leur sensibilité à celles-ci (3 tests à la 2ème, 8ème et 16ème semaine d'exposition à l'hypoxie). Ils auront des mesures de glycémie par microprélèvements (goutte de sang prélevée à la queue, 3 tests). Il suivront 3 ECG et 3 echographies cardiaques non invasifs, réalisés sous anesthésie générale (durée moyenne 10 min) dans l'EU2. . Certains d'entres eux (5 par groupes et par souches soit 70 animaux), suivront une chirurgie permettant la pose d'implant de télémétrie nécessaire au suivi en temps réel de leurs paramètres vitaux (ECG, glycémie et pression) (durée de la chirurgie 30 min) dans l'EU1. Les animaux seront hébergés en cage adaptée à la mesure des échanges de gaz respiratoires pendant 48 heures (24 heures d’acclimatation et 24 heures de mesures) afin de mesurer la dépense énergétique des animaux dans l'EU2. Ces cages sont conformes aux normes européennes sur le bien-être des animaux, elles contiennent des enrichissements (tunnel) et un accès à l’eau et à la nourriture ad libitum. Enfin des mesures de pressions artérielles seront réalisées sur les animaux à la fin de l'exposition à l'hypoxie deux fois 15 min à intervalle de 4 jours (sur 280 animaux (140 de chaque souche)).

Impact sur les animaux

Le modèle d'exposition à la privation d'oxygène intermittente est bien connu au laboratoire et les effets secondaires sur les animaux sont bien décrits (augmentation de la ventilation et augmentation de l'hématocrite sans conséquence majeure). Les traitements utilisés sont déjà connus dans la litérature et au laboratoire, il ne devrait pas y avoir de problème. Les injections de glucagons devraient augmenter la glycémie des animaux (mais sans excés). Les injection d'insuline devraient provoquer une baisse de la glycémie. Si celle-ci devient inférieure à 40mg/dl les animaux recevront une injection de glucose). Les injections d'adrénaline, d'isoprénaline, de noradrénaline et de dexaméthazone sont attendues pour augmenter légèrement la fréquence cardiaque. Les mesures de pression artérielle à la queue étant réalisées en placant les animaux dans un tube de contention, les animaux pourront être stressés lors de ces mesures. Ils seront donc habitués progressivement et plusieurs fois à cette contention avant les mesures. Les animaux opérés pour être équipés d’implants de télémétrie auront besoin de quelques jours de récupération avec un suivi quotidien avec vérification des points limites décrits en procédure expérimentale (sur 14jours). Comme lors de toute chirurgie, un risque infectieux existe. La mise en cage colarimétrie n'induit pas de nuissance particulière car elles sont de taille identiques à celles de l'hébergement et avec le même enrichissement.

Devenir

Les animaux seront euthanasiés à l'issue des 16 semaines d'hypoxie afin de prélever différents organes. Une mutualisation des prélèvements pour d'autres analyses ou mises au points techniques pourra être faite avec d'autres chercheurs du laboratoire.

Remplacement

Nous avons pris en compte la règle des 3 R car ces expérimentations seront réalisées avec le souci de remplacer l'expérimentation animale. Seulement à ce jour aucun moyen ne nous permet de remplacer ce modèle animal pour analyser les dérèglements des systèmes intégrés comme l'activation du système nerveux autonome.

Réduction

Nous réduisons le nombre d'expérience en multipliant les tests à partir d'un seul animal grâce a des analyses non invasives (ECG+Echographie) à différents temps (avant le sacrifice terminal). Nous utilisons également le nombre minimal d'animaux nécessaires pour obtenir des résultats statistiquement fiables. Le nombre d’animaux a été évalué avec un test statistique tenant compte de la variabilité des précédentes expériences déjà réalisées au laboratoire en ce qui concerne les analyses métaboliques et en intégrant un effet de la privation de l'oxygène à hauteur de 20-30%. Nous obtenons un minimum de 10 animaux par groupe avec un risque de 5%. Les résultats obtenus seront analysés par des tests statistiques. Pour les données générées par la télémétrie, un n=5 devrait suffire car ces mesures sont très précises, réalisées sans stress des animaux et en continue (nombre de mesure supérieur à 1000).

Raffinement

Cette étude est menée avec un grand souci de raffinement d'autant que ces analyses sont très sensibles aux moindres perturbations des animaux (stress etc). Ainsi nous veillerons à respecter scrupuleusement les cycles jours/nuit et limiterons fortement les allers et venues dans l'animalerie ainsi que le bruit pour ne pas déranger les animaux. Les animaux suivront également des habituations de manipulation par les expérimentateurs afin de limiter fortement le stress des animaux durant les analyses en particulier celles de mesure de pression. Les animaux seront anesthésiés durant les ECG et les échographies. Les animaux qui suivront la chirurgie implantatatoire pour la télémétrie bénéficieront d’un traitement antalgique. Enfin, des points limites adaptés et des critères d’arrêt de souffrance sont définis pour la procédure que suivront les animaux de ce projet. La mise en cage colarimétrie n'induit pas de nuissance particulière car elles sont de taille identiques à celles de l'hébergement et nous les aménagerons avec le même enrichissement. Un éventuel stress des animaux pourrait être engendré par le transport entre les différents EU mais les distances sont faibles entre eux. L'EU3 est situé un étage plus bas de l 'EU1 et l'EU2 est situé à 10 min de voiture. Ces transports seront réalisés par l'expérimentateur lui même (pour limiter le stress des animaux) avec le plus grand soin (voiture climatisée, conduite souple etc...)

Choix des espèces

La souris est un mammifère dont certaines caractéristiques biologiques peuvent être extrapolées à l'Homme, notamment dans le cadre d'études systémiques, premettant ainsi de comprendre les mécanismes physiologiques et physiopathologiques avant d'entreprendre des études cliniques. Enfin la pertinence du choix de cette espèce animale repose sur le fait de la comparativité des études scientifiques. Le modèle d'exposition des souris à l'hypoxie intermittente étant déjà bien caractérisé et publié dans la litérature. L'utilisation d'animaux transgénique est le seul moyen d'évaluer spécifiquement l'implication du gène ciblé sur les perturbations métaboliques associées à l'hypoxie intermittente, la souris est l'espèce de choix pour ces expériences. Les animaux seront utilisés au stade jeune adulte ou adulte afin de mimer au mieux la pathologie clinique qui survient à l'age adulte. Age de 16 semaines à l'entrée dans l'étude.

Greffées dans le cerveau de cellules de tumeurs cérébrales pédiatriques humaines au cours d'une chirurgie d'une dizaine de minutes, 472 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour des analyses histologiques ou génomiques. Certaines reçoivent en plus trois injections par semaine pendant quatre semaines, une prise de sang hebdomadaire pendant deux mois et jusqu'à douze séances d'imagerie sous anesthésie générale. Le porteur indique que la tumeur, en grossissant, peut provoquer des troubles neurologiques, des difficultés à se déplacer, une perte d'équilibre et une perte de poids. Les retombées annoncées, de nouvelles thérapies contre des cancers du cerveau de l'enfant aujourd'hui sans traitement efficace, sont renvoyées au long terme et suspendues à la démonstration qu'un gène est bien requis à la survie des cellules tumorales.

Objectifs

Les tumeurs cérébrales pédiatriques sont des maladies rares, graves et peu accessibles aux traitements actuels. Elles touchent des régions profondes du cerveau, rendant les interventions chirurgicales difficiles, et leur évolution est souvent rapide. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la croissance de ces tumeurs, en étudiant l’effet de certaines modifications génétiques dans des modèles expérimentaux. Pour cela, des cellules tumorales humaines seront greffées chez la souris afin de suivre leur développement et de tester de nouvelles stratégies de régulation de gènes.

Bénéfices attendus

Nous cherchons à comprendre si certaines cellules cancéreuses du cerveau ont besoin d’un mécanisme particulier pour survivre. Pour cela, nous utilisons un modèle de souris qui reproduit les tumeurs cérébrales observées chez l’enfant. Si ce mécanisme s’avère essentiel à la survie des cellules cancéreuses, cela pourrait ouvrir la voie à de nouveaux traitements. À long terme, ces recherches pourraient aider à développer des thérapies innovantes pour des formes très graves de cancer du cerveau chez l’enfant, aujourd’hui encore sans solution efficace.

Procédures

Les animaux subiront une greffe de cellules tumorale dans le cerveau. Il s'agit d'une chirurgie qui dure une dizaine de minutes au maximum pendant le quelle la souris est anesthésiée et analgésiée. Certaines souris recevront en plus trois injections par semaine pendant quatre semaines, durée 1 minute, anesthésie locale. Une prise de sang sera réalisée chaque semaine pendant deux mois (n=8) pour l’analyse du plasma. avec anesthésie locale. Finalement, lors du suivi de la en imagerie, les animaux sont anesthésiés (anesthésie générale), durée maximum de 10 min, nombre maximal de séances : 12.

Impact sur les animaux

Les effets attendus chez les animaux sont liés à la croissance de la tumeur et à la chirurgie. La chirurgie entraînera une douleur légère et transitoire cutanée au lieu de cicatrisation.. Lorsque la tumeur devient volumineuse, elle peut provoquer des problèmes neurologiques, comme des difficultés à se déplacer et une perte d’équilibre. Les animaux peuvent également moins s’alimenter, entraînant une perte de poids. Concernant l’administration d'un médicament d'induction, aucun effet secondaire toxique n’est attendu via la consommation volontaire de croquettes enrichies, comme le rapporte la littérature pour une exposition prolongée par ce mode d’administration Les injections sous anesthésie locale entraîneront une douleur légère et transitoire.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin des procédures pour des analyses histologiques ou génomiques.

Remplacement

Les tumeurs cérébrales se développent dans des régions profondes et centrales du cerveau. Elles ont la particularité de s’étendre progressivement, d’abord dans les structures proches, puis dans tout le cerveau au fur et à mesure que la maladie avance. Cette propagation est influencée par l’environnement des cellules tumorales, un phénomène complexe qui ne peut être étudié que dans des modèles vivants capables de reproduire ces interactions. L’un des principaux obstacles au traitement de ces tumeurs est la barrière hématoencéphalique, une protection naturelle qui limite l’accès des médicaments au cerveau. Pour développer de nouvelles approches thérapeutiques, il est donc essentiel de disposer de modèles expérimentaux permettant d’évaluer ces traitements avant leur passage aux essais cliniques. Avant leur utilisation dans ce protocole, les modifications biologiques et les molécules ont été validées in vitro sur des cellules en culture. Toutefois, aucun autre modèle ne permettrait de reproduire avec autant de précision les défis posés par la barrière hématoencéphalique et les difficultés thérapeutiques qu’elle entraîne.

Réduction

Dans ce projet, nous avons appliqué le principe de réduction en utilisant le moins d’animaux possible, tout en assurant la fiabilité des résultats scientifiques. Pour cela, nous avons utilisé un logiciel de calcul statistique afin de déterminer précisément le nombre minimal d’animaux nécessaires pour répondre à nos questions de recherche. Ce calcul permet d’éviter les excès tout en garantissant que les résultats seront suffisamment solides pour être interprétés. Nous utilisons aussi une méthode d’imagerie qui permet de visualiser l’évolution des tumeurs de manière non invasive chez les animaux. Grâce à cette technique, nous pouvons suivre la progression du cancer sans multiplier les interventions, ce qui permet d’obtenir plus d’informations avec moins d’animaux. Enfin, des étapes de validation intermédiaires ont été intégrées dans le protocole : si une méthode ne fonctionne pas, nous l’ajustons avant de poursuivre, pour éviter d’utiliser des animaux inutilement.

Raffinement

Pour éviter toute douleur liée à la chirurgie, les animaux recevront un médicament antidouleur avant l’intervention. Une seconde dose pourra être administrée le lendemain si des signes de douleur apparaissent. L’opération sera réalisée sous anesthésie générale, pour que les animaux soient complètement endormis et ne ressentent rien. Pendant la chirurgie, leur température sera maintenue grâce à une plaque chauffante, et une injection de sérum physiologique leur sera donnée pour éviter la déshydratation. Un gel protecteur sera appliqué sur leurs yeux pour éviter qu’ils ne s’assèchent, et la zone opérée sera désinfectée pour prévenir toute infection. Après l’opération, les animaux seront surveillés jusqu’à leur réveil complet, ce qui prend seulement quelques minutes. Ils seront ensuite replacés en groupe avec un accès libre à la nourriture et à l’eau. Leur état de santé sera suivi de près, avec une pesée deux fois par semaine, puis trois fois par semaine dès l’apparition des premiers symptômes. Ils vivront par groupe de cinq, dans un environnement confortable avec des abris en carton, des tunnels, des bâtons à ronger et du papier pour faire leur nid, afin qu’ils puissent exprimer leurs comportements naturels et réduire leur stress. Des points limites ont été définis pour garantir une prise en charge éthique et rapide en cas de signes de souffrance ou de détérioration de l’état de santé.

Choix des espèces

Nous utilisons des souris car ce sont les animaux les plus couramment employés pour étudier les cancers chez l’humain. Elles permettent de mieux comprendre comment les tumeurs se développent dans le cerveau et de tester des traitements dans un organisme vivant, ce qui n’est pas possible uniquement avec des cellules en laboratoire. Les greffes seront faites sur des souris jeunes adultes, âgées de 6 à 8 semaines. À cet âge, leur corps est suffisamment développé pour bien supporter les interventions, tout en permettant d’étudier correctement l’évolution des tumeurs.

Pour comprendre comment un transporteur intestinal du fructose influe sur la glycémie, 1 100 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever pancréas, foie, intestin et contenu du cæcum. Chaque animal reçoit trois gavages de glucose, une injection, jusqu'à six prélèvements sanguins et cinq coupures à l'extrémité de la queue, et subit deux jeûnes de quatre et six heures. Le porteur décrit ces gestes comme un stress de moins de vingt secondes et affirme que les jeûnes n'entraînent aucune hypoglycémie. Il justifie l'espèce par des lignées génétiquement modifiées disponibles uniquement chez la souris et par l'absence, selon lui, de tout modèle capable de simuler in vitro les interactions entre organes.

Objectifs

La régulation de la glycémie est placée sous le contrôle de l’insuline dont la sécrétion est fortement stimulée par le glucose lui-même et pas du tout par le fructose, lequel représente pourtant 50% des sucres consommés dans notre alimentation. Le fructose est structurellement proche du glucose mais est transporté, notamment au niveau de l’intestin, par un transporteur spécifique qui ne transporte que le fructose et est ensuite métabolisé par une enzyme également spécifique au fructose. Les souris dont ce transporteur ou cette enzyme ne sont pas présents, absorbent mal le fructose et présentent une modification de leur flore intestinale. De façon intéressante, elles présentent également une forte augmentation de leur glycémie et une diminution de l’insuline dans le sang. De plus, ces variations de glycémie ne sont pas les mêmes en fonction de leur alimentation. Ainsi, La découverte d’une nouvelle voie de régulation de la glycémie via ce transporteur et cette enzyme spécifique du fructose liée à l’alimentation, semble très importante à caractériser et c'est le but du projet proposé. Ce travail vise à déterminer chez des souris mâles et femelles qui absorbent mal le fructose, quel est l’effet de l’alimentation sur la régulation de la glycémie et quels sont les mécanismes impliqués via l’utilisation de différents régimes connus pour interagir avec la flore intestinale.

Bénéfices attendus

Les caractéristiques observées chez les souris dépourvues du transporteur du fructose et de l’enzyme responsable de sa métabolisation, à savoir une importante augmentation de la glycémie et une baisse du taux circulant d’insuline, reflètent ce qui est observé dans le diabète de type 1. Le diabète de type 1 représente environ 10% des cas de diabètes en France et dans le monde. Depuis une vingtaine d’années, le nombre de personnes atteintes de diabète de type 1 ne cesse d’augmenter (+ 3 à 4% /an). Les raisons de ces évolutions sont inexpliquées à ce jour, mais certaines modifications de l’environnement et leurs interactions avec le génome sont suspectées telles que les facteurs nutritionnels ou la modification de la flore intestinale. Bien que le fructose soit suspecté de conduire à la mise en place d’un diabète de type 2 (mise en place progressive de l’insulino-résistance) le rôle de son transporteur et de la principale enzyme de son métabolisme, dans la sécrétion de l’insuline et dans la régulation de la glycémie n’a jamais été étudié. Notre projet permettra possiblement d’identifier une nouvelle voie impliquée dans cette régulation et peut-être de mettre en évidence des cibles thérapeutiques potentielles.

Procédures

Les animaux vigiles recevront 3 gavages de glucose (intervention d’une durée inférieure à 5 secondes), 1 injection (intervention d’une durée inférieure à 5 secondes), 5 petites coupures à l’extrémité de la queue (intervention d’une durée inférieure à 1 seconde) et ils auront au maximum 6 prélèvements sanguins (intervention d’une durée inférieure à 20 secondes).

Impact sur les animaux

Les animaux seront soumis à un stress sur des temps très courts au cours de la contention nécessaire lors des gavages, prélèvements et de l’injection (moins de 20 secondes). Les animaux seront soumis à stress lors du passage de leur salle d’élevage à la salle d’expérimentation. Les animaux seront soumis à une légère douleur lors des prélèvements et lors de l’ injection. Les souris seront soumises à 2 périodes de jeûne (4 et 6h) ce qui n’entraine qu’une diminution modérée de la glycémie et aucune hypoglycémie.

Devenir

L'ensemble des animaux sera euthanasié afin de prélever et analyser certains tissus (pancréas, foie, intestin et contenu de caecum).

Remplacement

Il n’existe pas aujourd’hui de modèle ou de technique in vitro ou ex vivo permettant de simuler les interactions inter-organes impliquées dans le contrôle de la glycémie d’un individu. Le recours à des animaux est donc nécessaire pour intégrer l’ensemble des paramètres spécifiques à chaque souris (génétique, microbiote, alimentation) et biologiques obtenues à partir du sang (glycémie, insulinémie), des tissus producteurs d’hormones (pancréas), intestinaux (tissus permettant de stimuler la sécrétion d’insuline via la production de molécules de type hormonales) et impliqués dans le métabolisme des sucres (foie).

Réduction

Nous avons prévu d’inclure 10souris par groupe expérimental, ce nombre apparait nécessaire afin de permettre la mise en évidence de différences statistiques significatives. De plus, nous avons fait le choix d’utiliser les mêmes groupes de souris ente 6 et 19 semaines et de n’effectuer les prélèvements finaux de tissus qu’à 19 semaines afin de réduire le nombre d’animaux.

Raffinement

Les animaux seront habitués à la contention avant le démarrage des gavages pour limier le stress lors de la procédure expérimentale. Les expérimentations étant effectuées dans une salle différente de la salle d’élevage les animaux seront habitués à la salle d’expérimentation et maintenus dans leur cage d’élevage avec les mêmes congénères afin de réduire le stress. Les animaux seront surveillés visuellement 1 fois par semaine et leur poids mesuré 1 fois par semaine. Des points limites ont été mis en place et seront appliqués.

Choix des espèces

Le modèle souris est largement utilisé pour les recherches sur les maladies métaboliques. De plus, les données préliminaires existantes ont été obtenues à partir de ces modèles animaux qui sont des modèles génétiques originaux disponibles uniquement chez les souris et surtout nécessaires pour décrypter le mécanisme posé ici (rôle du transporteur et du métabolisme du fructose dans la régulation de la glycémie). Il est désormais bien établi que la nutrition lors de la gestation et de l’allaitement, joue un rôle clé dans la programmation métabolique à long terme. Dans cette optique, l’alimentation durant les premières semaines de vie semble particulièrement déterminante dans l’établissement de la capacité à réguler la glycémie. Afin de clarifier l’impact de la nutrition au cours de cette période dite périnatale, nous comparerons les effets d’un apport en fibres et de la malabsorption du fructose sur la régulation de la glycémie, selon que ces interventions soient mises en place dès la naissance ou seulement à partir du sevrage. Nous avons choisi de travailler principalement sur des souris âgées de 6 semaines, car nos données préliminaires mettent en évidence des différences marquées au niveau de la glycémie et du taux d’insuline dans le sang à cet âge. Par ailleurs, afin d’évaluer la persistance ou non de ces différences au cours du temps, la mesure de la glycémie de ces mêmes animaux sera suivie et analysée également à 12 et 18 semaines d’âge.

Dix poulets de chair sont opérés à quinze jours sous anesthésie générale pour recevoir deux capteurs de température, l'un sous la peau, l'autre dans l'abdomen, et quatre-vingt-dix autres sont saignés trois fois en quinze jours. Au total 1 440 poulets vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, exposés à partir du vingt-quatrième jour à un coup de chaleur artificiel de cinq jours, entre 32 °C le jour et 25 °C la nuit. Le projet évalue une "programmation thermique embryonnaire" appliquée pendant l'incubation des œufs, sur une souche à croissance rapide retenue pour sa "représentativité des productions françaises actuelles" et pour répondre à "l'immédiateté de la demande terrain". Tous sont mis à mort à trente-six jours dans un abattoir commercial et leurs carcasses valorisées dans le circuit agroalimentaire, ce que le porteur présente comme l'âge classique d'abattage.

Objectifs

Le projet vise à évaluer dans une approche multicritère, l’impact de la « programmation thermique embryonnaire » appliquée dans différentes situations (durée de stockage des œufs, sexe), sur des poulets de chair exposés à de fortes chaleurs. Considérant les souches à croissance rapide, la souche ROSS 308 a été sélectionnée en raison de sa représentativité des productions françaises actuelles et ainsi répondre à l'immédiateté de la demande terrain. Il permettra i) d’éclairer la compréhension des mécanismes physiologiques ouvrant de nouvelles perspectives de recherche, ii) d’émettre des recommandations concrètes de mise en œuvre pour les couvoirs.

Bénéfices attendus

Le projet permettra de : Déterminer l'intérêt d'une programmation thermique embryonnaire sur les poulets de chair et son interaction avec le sexe des animaux et la durée de stockage des œufs. Développer un modèle thermodynamiquequi se concentrera sur la simulation des températures corporelle, sous-cutanée et de surface des plumes en fonction de la température ambiante, de l'humidité relative ambiante, du contenu énergétique théorique de l'aliment et de la dynamique de l'ingestion.  Une fois validé, ce modèle pourrait servir de substitut non invasif pour la température corporelle (et par conséquent les niveaux de stress thermique) sous diverses conditions environnementales.

Procédures

La pose de capteurs internes de suivi de température sera réalisée par voie chirurgicale (un sous cutané et un intrapéritonéal par poulet) à l’âge de 15 jours. Les animaux seront sous anesthésie générale dont le délai prévisionnel est de 30 min, le délai de chirurgie est estimé entre 15 et 20 min par poulet. Trois prises de sang seront réalisées sur un échantillon de poulets, tous les 5 jours durant 15 jours, avant, pendant et après le coup de chaleur. Concernant les prises de sang, elles durent quelques secondes par animal. L’application d’un coup de chaleur artificiel qui débutera 10 jours avant abattage pour une durée de 5 jours. Les températures oscilleront entre 32°C pendant 6h en journée et 25°C durant 6h la nuit. Ces deux plages de température sont séparées de 6h durant lesquelles la température augmente ou diminue graduellement.

Impact sur les animaux

La chirurgie peut provoquer de la douleur et de l’inconfort en cas d’insuffisance d’action de l’anesthésie. Cette dernière peut provoquer une dépression respiratoire, même si le risque est limité avec une anesthésie gazeuse. Dans nos conditions, l’apparition de complications post-opératoires est peu probable mais reste possible (risques d’infection, de rejet du capteur, ou de réponse inflammatoire excessive). Les prises de sang au sinus occipital réalisées sur les poulets sont considérées comme une source de stress, notamment due à la contention nécessaire, et peuvent engendrer des hématomes. L’exposition aux fortes chaleurs peut engendrer des conséquences physiologiques potentielles ainsi que des conséquences comportementales. L’élevage des animaux au sol en groupe sexé peut entraîner des comportements agressifs, voire de picage, qui peuvent être exacerbés lors d’épisodes de chaleur.

Devenir

Tous les animaux élevés durant le projet seront mis à mort à 36 jours dans un abattoir commercial et leurs carcasses valorisées dans le circuit agroalimentaire classique. Les animaux auront atteint l’âge classique d’abattage en conditions commerciales ce qui permet la valorisation des carcasses.

Remplacement

Aucun modèle cellulaire ou in vitro n'est capable de reproduire l'effet de la programmation thermique chez l'espère cible, le poulet de chair, et son impact durant toute la durée de vie de l'animal (physiologie, comportement, performances, etc..).

Réduction

Pour les effectifs, le nombre d’animaux par parquet a été défini pour respecter une densité de production comparable aux élevages commerciaux. Considérant les travaux antérieurs et la variabilité interindividuelle attendue pour nos critères d’intérêt, nous devons disposer de 240 animaux/lot pour les indicateurs de performances de croissance (poids vifs, Gain Moyen Quotidien). Du fait des installations, certaines mesures, comme la consommation alimentaire, peuvent être mesurés uniquement au parquet, c’est pourquoi nous disposons de 6 parquets/traitement. Pour garantir la robustesse des résultats pour l'évaluation des marqueurs sanguins de stress oxydatif, on estime les effectifs nécessaires à 15 poulets/lot (soit 90 poulets au total). Pour le suivi de la température corporelle des poulets, nous nous sommes appuyés sur des travaux antérieurs et sur la résolution des implants choisis. De plus, compte tenu de la faible variabilité interindividuelle de la température corporelle, le nombre de 5 animaux par lot est nécessaire et suffisant pour mettre en évidence des effets significatifs sur la température des animaux. Seuls 2 lots seront suivis pour leur température corporelle soit un total de 10 poulets équipés d’implants (5 poulets x 2 lots). Les effets de la programmation thermique embryonnaire sur les critères mesurés seront analysés statistiquement.

Raffinement

Les poulets seront élevés dans des conditions standards dès l’éclosion à raison de 40 animaux par loge dans un bâtiment d‘élevage avec un contrôle automatique de la température, ventilation et lumière. Les animaux seront élevés au sol, sur copeaux et auront accès à l’aliment et à l’eau ad libitum. Cet élevage en groupe permet la proximité entre congénères et renforce les échanges auditifs, olfactifs et visuels entre les animaux, ainsi que les interactions positives. Ils seront visités deux fois par jour minimum, y compris pendant les week-ends et jours fériés et les manifestations de détresse ou de maladie seront prises en considération pour envisager le retrait des animaux (case infirmerie) ou leur euthanasie en cas d’atteinte des points limites. Le milieu de vie des poulets sera enrichi avec des chaînettes de couleur à picorer, et un perchoir sera mis à disposition des animaux dans chacune des cases dès leur arrivée dans le bâtiment à 1 jour.

Choix des espèces

Le poulet de chair a été choisi comme modèle car il s'agit de l'espèce agronomique cible du projet. L’évaluation de l’intérêt d’une programmation thermique embryonnaire lors de l’incubation se fera tout au long de la durée d’élevage des animaux. L’opération se fera sur des animaux de 15 jours afin qu’il puisse supporter l’acte de chirurgie et permettre de suivre les paramètres du capteur tout au long de la vie de l’animal. Par ailleurs, l’épisode artificiel de forte chaleur sera appliqué en fin d’élevage, 10 jours avant abattage (à l’âge où les animaux sont les plus sensibles au pic de température) de J24 à J28. Il convient donc de suivre les critères zootechniques, comportementaux et sanitaires pendant toute la durée de l’élevage. Les poulets seront élevés de leur jour d’éclosion l’âge classique d’abattage pour un élevage type standard à savoir 6 semaines (36 jours).

1 440 souris, chacune pesée chaque semaine, gavée ou injectée, saignée neuf fois à l'état vigile puis mise à jeun dix-huit heures avant un dernier prélèvement, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent pendant vingt semaines un régime riche en graisses ou en sucres destiné à leur faire développer une maladie du foie, puis des médicaments anti-inflammatoires dont l'équipe veut mesurer l'effet sur la fibrose. Toutes sont tuées à l'issue pour analyser leur foie. Le porteur affirme qu'un modèle animal est "indispensable" pour étudier ces effets de manière intégrée et que les explorations sur animal vigile ne peuvent pas être substituées par des approches in vitro.

Objectifs

Les maladies métaboliques du foie représentent plusieurs syndromes qui vont de la simple stéatose du foie à la stéatose du foie inflammatoire et peuvent évoluer vers la fibrose et le cancer. L'inflammation est un facteur clef de l'évolution de ces maladies. Dans ce projet, nous souhaitons tester des médicaments ayant un effet anti-inflammatoire. Lors de cette étude, des souris ayant développées ces maladies du foie par une alimentation riche en graisse et/ou en sucres seront traitées avec des médicaments et nous caractériserons l'évolution de ces maladies afin de voir les effets positifs de ces molécules et les voies impliquées.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus de ce projet est la potentielle mise en évidence d'un effet anti-inflammatoire et anti-fibrosant d'une nouvelle molécule pharmacologique. Nous pourrons en plus de cette mise en évidence étudier les voies impliquées dans la protection d'un régime

Procédures

La contention, le gavage et les injections causent un stress et une douleur modérée et de courte durée pour les animaux. Les animaux auront des injections (durée 15 secondes) ou des gavages (durée 1 mn/souris) et seront pesés une fois par semaine (30 secondes/souris). Un prélèvement de sang sera effectué 9 fois et prendra 1 mn/souris. Ils seront soumis un changement de régime ainsi qu’à une mise à jeun de 18h avec un prélèvement de sang (1mn/souris). Tous les prélèvements sont effectuées sur souris vigiles.

Impact sur les animaux

La contention, le gavage et les injections sont des sources de stress modéré pour les animaux. Les animaux seront soumis à des régulations nutritionnelles avec des changements de régime pendant 20 semaines pouvant induire un stress léger par une prise de poids avec possiblement une activité réduite . La mise à jeun peut entraîner un stress modéré aux souris.

Devenir

A l'issue de chaque procédure, les animaux seront mis à mort afin d'analyser l'effet des molécules sur le développement de la fibrose hépatique.

Remplacement

L’utilisation d'un modèle animal est indispensable pour étudier de manière intégrée les effets de ces molécules sur l’inflammation et la fibrose. Par ailleurs, l'identification et la validation de ces cibles thérapeutiques nécessite l'utilisation d'un modèle in vivo mimant le plus fidèlement la pathologie humaine ). La réalisation d'explorations fonctionnelles sur animal vigile ne peut donc pas être subsituée par des approches entièrement in vitro.

Réduction

Nous nous assurons d'utiliser le nombre d'animaux nécessaires afin de vérifier nos résultats et les valider. Un nombre minimum de souris sera inclus dans chaque groupe mais toutefois suffisant pour assurer la reproductibilité de l’expérience et appliquer des tests statistiques entre les différentes conditions. Les effectifs sont déterminés et les résultats analysés avec des tests statistiques adaptés.

Raffinement

La durée des régimes utilisés et les traitements relatifs aux tests métaboliques seront réalisés selon les protocoles préétablis et maitrisés par notre équipe. Les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum et lors de la mise à jeun l'accès à l'eau est conservé. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification et de petite maison. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive et des soins adaptés entraînant la mise à mort anticipée si nécessaire. En effet, l’application des points limites établis pour chaque procédure de ce projet sera effectuée.

Choix des espèces

L’espèce souris a été choisie car c’est un excellent modèle pour étudier la physiologie des mammifères dans une population homogène d’animaux (même fond génétique). De plus, la souris représente un modèle de choix pour l'étude des dysfonctionnements métaboliques car de nombreuses voies de régulation métabolique sont conservées entre souris et homme, permettant une extrapolation des résultats obtenus. Enfin, la disponibilité de données bibliographiques importantes sur la physiopathologie de la souris est un atout important dans l'analyse et l'interprétation de nos travaux de recherche sur ce modèle animal. Nous utiliserons de souris adultes âgées de 10 à 30 semaines, car le métabolisme énergétique est régulé de manière différente chez les jeunes adultes et/ou pendant le vieillissement.

Chaque jour, du cinquième au trentième jour après l'éclosion, l'image d'un prédateur est projetée trente secondes devant une seiche enfermée seule dans son dispositif, sans échappatoire. 240 seiches vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour des analyses neurobiologiques du cerveau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Élevées dès le stade œuf dans une eau chauffée et acidifiée selon les scénarios climatiques du GIEC, elles subissent ces expositions pour établir si ces conditions dérèglent leur reconnaissance des proies et des prédateurs. Le porteur présente l'isolement individuel comme respectueux du comportement naturel d'une espèce non sociale et affirme qu'aucun stress extrême n'est atteint, tout en décrivant la seiche comme "particulièrement vulnérable aux changements environnementaux durant ses premiers mois de vie".

Objectifs

L’ objectif de ce projet est de caractériser les effets du changement climatique sur les mécanismes visuels permettant à la seiche commune, Sepia officinalis, de reconnaître les espèces vivantes en tant que proies ou prédateurs après l’éclosion. Plus précisément, dès le stade oeuf, des seiches seront incubées à diverses conditions de température et de pression partielle de CO2 dans l’eau, sur la base des scénarios de changement climatique émis par le Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC). Dès l’éclosion, des stimuli visuels artificiels (vidéo sur écran) spécifiques de mouvements représentatifs de proies ou de prédateurs seront alors présentés aux juvéniles nouvellement éclos, et ce jusqu’à l'âge d’un mois. Les réponses comportementales seront filmées et les effets cérébraux entre les différentes conditions expérimentales seront analysés. Nous émettons les hypothèses que 1) les élévations de températures et CO2 ne vont pas significativement affecter les performances visuelles, mais 2) pourront perturber le traitement des informations visuelles par un dysfonctionnement des mécanismes neuronaux et 3) perturber les stratégies, séquences, et vitesse des réactions d’attaque de proies ou d’évitement de prédateurs.

Bénéfices attendus

À court terme, ce projet, qui vise à déterminer les effets des changements globaux océaniques sur les mécanismes visuels innés impliqués dans la survie des seiches, apportera une contribution majeure à la recherche fondamentale en écologie marine et en biologie sensorielle. À moyen et long terme, il aura également un impact significatif sur la gestion durable des écosystèmes marins. Les seiches jouent en effet un rôle central dans les écosystèmes, en tant que proies, prédateurs, et espèces exploitées par la pêche dans la mer du Nord, au large de l’Afrique de l’Ouest et en Méditerranée. Une meilleure compréhension des effets de ces changements sur la perception et les comportements des seiches contribuera à l’élaboration de stratégies de gestion et de conservation adaptées aux enjeux climatiques à venir.

Procédures

Dans ce projet, les seiches seront maintenues dans des conditions d'eau de mer simulant la température et les teneurs en CO2 en milieu littoral telles qu'attendues en 2100. Ces expositions à différents niveaux de CO2 et de température dureront de la période embryonnaire (variant entre 40 et 60 jours selon les conditions) jusqu'au premier mois de vie des individus juvéniles. Cinq jours après l’éclosion, les seiches seront exposées à un premier stimulus visuel (de type contrôle, proie ou prédateur) pendant 10 minutes. Ensuite, les seiches seront exposées quotidiennement à un stimulus de proie et de prédateur durant 30 secondes chacun jusqu’au trentième jour post-éclosion ou chaque individu sera exposé au premier stimulus reçu au cinquième jour post-éclosion (de type contrôle ou proie ou prédateur).

Impact sur les animaux

Les valeurs choisies de température et de CO2 restent dans la gamme de variabilité naturelle de ces paramètres en milieu littoral et ne sont pas considérées comme extrêmes. Compte tenu de la littérature sur ce modèle, nous nous attendons à un développement embryonnaire plus rapide en lien avec l'élévation de température et à une croissance des juvéniles diminuée. Néanmoins, cela n'entraînera pas d’effets significativement néfastes sur la formation des embryons, le taux d’éclosion ou sur la survie des nouveaux-nés. Des nuisances comportementales et émotionnelles sont attendues en lien avec l’exposition à des stimuli visuels de prédateurs sans échappatoire, pouvant provoquer un stress modéré et temporaire (pendant le temps d’exposition au stimulus visuel).

Devenir

Les 240 seiches utilisées dans ce projet seront mises à mort. Cette procédure est justifiée par la nécessité de réaliser des analyses neurobiologiques approfondies afin de déterminer les structures et mécanismes potentiellement altérés par les changements de température et de CO2.

Remplacement

Ce projet cherche à comprendre comment le changement climatique peut influencer la façon dont les seiches voient et réagissent à leurs proies ou à leurs prédateurs. Pour cela, il est indispensable d'observer le comportement de seiches vivantes et conscientes. Il n’existe pas de modèle in vitro ou in silico permettant de reproduire les mécanismes visuels étudiés et les comportements. Par conséquent, la substitution d'animaux dans ce projet n'est pas envisageable.

Réduction

Le nombre d'animaux par groupe a été déterminé grâce à des tests statistiques. Le nombre de conditions expérimentales a été réduit au strict nécessaire, et les observations seront optimisées grâce à l’enregistrement vidéo et une analyse automatisée des comportements. Ces choix permettent de maximiser les données recueillies par animal.

Raffinement

Dans le cadre de ce projet, plusieurs mesures de raffinement sont mises en place afin d’assurer le bien-être des animaux tout au long de l’expérimentation. Une semaine avant l’éclosion, les œufs seront transférés dans les dispositifs expérimentaux individuels (un dispositif par seiche), où les individus resteront jusqu’à la fin de la procédure. Étant une espèce non sociale, la seiche ne présente pas de besoin spécifique d’interactions avec ses congénères. L’isolement des individus permet donc non seulement de respecter leur comportement naturel, mais aussi de limiter le stress associé aux manipulations et aux transferts entre bacs, tout en garantissant un contrôle précis de leur environnement visuel. Chaque dispositif est équipé d’une zone d’ombre accessible à l’animal, lui offrant la possibilité de se camoufler, conformément à son comportement naturel. De plus, les expositions à différents niveaux de température et de CO2, bien que modélisées sur les projections climatiques futures, restent dans des gammes compatibles avec les variations naturelles ponctuellement observées dans l’habitat des seiches. Aucun seuil sublétal, létal ni niveau de stress extrême n’est atteint dans le cadre de ces conditions expérimentales. Enfin, nous avons établi une grille de scores pour permettre un suivi rigoureux et individualisé de chaque seiche. Ce système permet une détection précoce des signes de détresse ou de dégradation de l’état général, et l’adaptation rapide des soins (changement d’eau, nourrissage surveillé) ou l’interruption de l’expérimentation si nécessaire.

Choix des espèces

En tant qu’espèce centrale des écosystèmes marins et particulièrement vulnérable aux changements environnementaux durant ses premiers mois de vie, la seiche constitue un modèle idéal pour étudier les impacts du changement climatique sur les mécanismes innés qui lui permettent de survivre au cours de cette période critique. L’expérience prévue dans ce projet sera menée au cours du premier mois suivant l'éclosion des animaux, période comprenant les étapes cruciales du développement cérébral, comportemental et cognitif de la seiche.