Éthologie / comportement / biologie animale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
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Etude du rôle des récepteurs nicotiniques dans un ensemble de processus cognitifs altérés au cours de plusieurs pathologies neuropsychiatriques et identifications des circuits neuronaux mis en jeu
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
1866 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger et modéré. Ils subissent pendant des mois des tests comportementaux quotidiens, une restriction alimentaire, des tests d'anxiété et de locomotion, une chirurgie intracérébrale et des séances de contention forcée, pour étudier le rôle de récepteurs nicotiniques dans des troubles neuropsychiatriques. Le porteur qualifie les dommages de minimes en indiquant que les modèles employés n'induisent pas d'altération majeure de la santé. Il affirme que ces fonctions cognitives et émotionnelles ne peuvent s'étudier que sur des animaux au système nerveux entier et fonctionnel.
Objectifs
Un rôle important de certains récepteurs cellulaires a été mis en évidence par de nombreuses études dans un ensemble de pathologies neurologiques, neurodéveloppementales et psychiatriques, notamment dans les troubles cognitifs associés. L’objectif global du projet est de préciser ce rôle et d’identifier ses mécanismes sous-jacents qui ne sont pas encore élucidés, dans l’espoir d’ouvrir de nouvelles voies de recherche thérapeutique. Plus précisément les objectifs sont i) de mieux caractériser le rôle de deux sous-unités majeures d’un récepteur dans les processus cognitifs altérés au cours de différentes pathologies neuropsychiatriques, ii) de tester l’impact de molécules pharmacologiques agissant sur ces récepteurs sur certains de ces processus, et iii) d’identifier les circuits cérébraux impliqués dans leurs mécanismes d’action, en utilisant des modèles précliniques présentant une forte valeur translationnelle.
Bénéfices attendus
Les pathologies neurodégénératives, neurodéveloppementales et psychiatriques représentent l’un des enjeux majeurs de santé publique, et leur prévalence s’accroit. Il n’existe à ce jour pratiquement aucun traitement efficace pour soigner ces pathologies, notamment les troubles cognitifs qui leur sont associés. A court terme, ce projet devrait permettre une meilleure compréhension des rôles de certains récepteurs aux neurotransmetteurs, exprimés dans différentes régions du cerveau, dans les fonctions cognitives impactées au cours de ces pathologies. De plus, ce projet devrait permettre d’identifier une étiologie commune potentielle à différents troubles neuropsychiatriques, grâce à des approches précliniques impossibles à mettre en œuvre en recherche clinique. Grâce à l’implémentation de tests précliniques à forte valeur translationnelle, ce projet pourra ouvrir à plus long terme de nouvelles stratégies thérapeutiques basées sur des composés ciblant certains sous-types de récepteurs nicotiniques, tels que des modulateurs allostériques de ces récepteurs qui sont actuellement en voie de développement. Ce projet générera également des bases solides pour de futures études cliniques avec nos collaborateurs proches qui ont accès à des cohortes de patients.
Procédures
Les animaux seront soumis à des tests comportementaux quotidiens d’1h maximum par jour, pendant des mois, élaborés pour générer le moins de stress possible aux animaux. Ils seront également soumis, seulement une fois et pour 30 minutes maximum, à des tests d’anxiété et de locomotion, susceptibles d’entraîner un stress passager. Les animaux ne seront pas soumis à plus d’un test de comportement par jour. Les animaux seront soumis à une très légère restriction de nourriture pendant toute la durée de l’expérience mais ils auront accès à une récompense sucrée presque chaque jour, et l’eau sera laissée à volonté. En outre, certains animaux seront soumis à une seule procédure chirurgicale au cours de laquelle une infusion ou implantation intracérébrale sera réalisée. La chirurgie dure environ 30 minutes puis l’animal aura une semaine minimum pour récupérer. Certains animaux recevront des injections intrapéritonéales, ou infusions intracérébrales (qui dureront 3 minutes tout compris et auxquelles ils auront été progressivement habitués), de composés pharmacologiques, répétées maximum 9 fois par animal, avec au moins 3 jours d’écart entre chaque injection ou infusion. Enfin, certains animaux seront exposés à un stress de contention pendant 30 minutes pour un maximum de trois fois par animal avec une semaine d’écart entre chaque exposition.
Impact sur les animaux
Les dommages escomptés pour les animaux sont minimes car nous mettrons tout en œuvre pour supprimer douleur et souffrance qui pourraient être induites par les différentes procédures, d’autant plus que les animaux doivent être en bonne santé pour être soumis aux différents tests cognitifs. Les différents modèles et protocoles qui seront employés pour induire l’expression ectopique de gènes d’intérêt ou des symptômes de type neuropsychiatriques ont déjà été testés et validés, et n’ont pas été associés à des altérations majeures de la santé physique ou émotionnelle des animaux. Ils ont été choisis sur cette base. On peut s’attendre cependant à voir l’apparition d’états d’inconfort, de douleur ou de stress passagers chez certains animaux soumis à une privation alimentaire légère, à un stress induit volontairement sur un temps court, ou à une chirurgie.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l’issue de chaque procédure car les cerveaux seront prélevés pour des expériences ex vivo
Remplacement
Pour identifier les mécanismes cérébraux mis en jeu et les effets de composés thérapeutiques sur les processus cognitifs associés à des pathologies neuropsychiatriques, il est essentiel de faire des mesures sur des modèles animaux ayant un système nerveux entier et fonctionnel, et d’étudier les comportements et les états émotionnels associés au fonctionnement exécutif au plus près de la façon dont ils se manifestent chez l’homme. Ceci ne peut, par essence, être réalisé autrement que sur des animaux vivants, ayant une connectivité physiologique intègre entre les différentes régions du cerveau et un degré de développement de leurs fonctions émotionnelles et cognitives suffisant pour en faire des modèles d’étude pertinents
Réduction
La méthodologie statistique a été discutée en amont de la soumission de ce projet avec un biostatisticien. Dans nos études, la variabilité inter-individuelle est élevée. Il est donc nécessaire de tester au moins 15 animaux, respectivement, par groupe expérimental, sexe et conditions pour obtenir des résultats statistiquement robustes. Un groupe contrôle adapté d’animaux sera systématiquement prévu pour chaque jeu d’expériences et sera spécifique de chaque condition expérimentale testée. Le nombre d’animaux par groupe se base d’une part sur notre expérience solide des procédures et des modèles et souches d’animaux qui seront utilisés dans ce projet, et d’autre part sur la littérature, très abondante sur le sujet et dans laquelle les mêmes souches de rats sont couramment utilisées. Notre expérience en chirurgie intracérébrale, études comportementales et marquages cellulaires nous a déjà permis de réduire cette variabilité et de mieux la prendre en compte pour l’expliquer. Les paramètres mesurés seront ensuite comparés entre groupes, sexes et conditions pour comparer les groupes. Les animaux ne pourront pas être réutilisés car leurs cerveaux seront systématiquement prélevés à l’issue des expériences pour effectuer des vérifications et mesures de marqueurs neurophysiologiques. Sur cette base, nous nous efforcerons de réduire au minimum le nombre d’animaux utilisés en ajustant au mieux les protocoles expérimentaux et les analyses statistiques pour obtenir des résultats statistiques robustes tout en tenant compte de la variabilité inter-individuelle des animaux testés.
Raffinement
Avant chaque expérience nous passerons plusieurs jours à manipuler les animaux afin de les habituer à l’expérimentateur et à la manipulation. Il y aura, sauf circonstance imprévue, seulement un expérimentateur par groupe expérimental. Pendant toutes les expériences de comportement les animaux seront manipulés très régulièrement (presque tous les jours), ce qui les rend très peu réactifs émotionnellement à la manipulation, et ce qui permet de détecter le moindre changement d’attitude ou l’apparition de signes externes inquiétants. Pour les autres expériences, ils seront laissés tranquille dans leurs cages au maximum et surveillés plusieurs fois par semaine. Nous enrichirons le milieu avec des blocs de bois, et des tunnels en carton si un animal doit être isolé, et nous nous rapprocherons du comité responsable du bien-être animal pour redéfinir les conditions optimales d’enrichissement si besoin. Concernant les chirurgies, des antidouleurs seront appliqués au moins 30 min avant la chirurgie. L’état général et les signes de douleur des animaux seront évalués régulièrement, selon la grille d’évaluation de la douleur, du stress et de l’inconfort du comité responsable du bien-être animal. Au moins une fois par jour les animaux sont examinés pour des signes de détresse (changements de posture, yeux plissés, manque de toilettage) et l’incision est examinée pour signes d’infection. Si nécessaire, des doses supplémentaires d’analgésique seront données. Si au bout de 24h le traitement s’avère inefficace et les points limites atteints les animaux seront mis à mort. Pour l’ensemble du projet une pesée quotidienne et l’utilisation des traitements décrits ci-dessus seront appliqués en cas de dégradation de l’état de l’animal avant atteinte des points limites. Des points limites sont identifiés et leur atteinte conduira à la mise à mort de l’animal. Ces points correspondent à : une prostration, dos courbé et expression faciale très altérée, ou dénutrition majeure, ou perte de poids supérieure à 20%, et, pour les chirurgies, signes de douleur malgré l’analgésie, poils hérissés, animal prostré, hypothermie.
Choix des espèces
Les rongeurs sont les meilleurs modèles, jusqu’à présent, sur lesquels on peut étudier les comportements liés à la psychiatrie, dont l’élevage et le maintien en bonnes conditions reste pratique à réaliser en laboratoire, et dont on sait également manipuler le génome (pour étudier notamment le rôle des sous-unités nicotiniques dans le cadre ce projet). Le rat est, en outre, un modèle particulièrement intéressant lorsqu'on souhaite étudier des fonctions cognitives complexes et particulièrement pour des tests cognitifs basés sur la technologie dite ‘touchscreen’ et l'auto-administration de drogue sur une longue période qui présentent une forte valeur translationnelle. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte pour la grande majorité (à partir de 8 semaines), afin que le développement de leur cerveau soit suffisamment mâture pour la réussite et la reproductibilité des interventions, et l’homogénéité de leur comportement. Un groupe d’animaux sera utilisé ponctuellement dès une semaine après la naissance pour recevoir des injections d’un composé pharmacologique dans le but de modeler le développement du cerveau (une injection aux jours 7, 9 et 11), puis laissés sans manipulation jusqu’à l’âge adulte. Un groupe d’animaux sera exposé in utero à un composé pharmacologique dans le but de modeler le développement du cerveau à travers une injection réalisée chez la mère vers le milieu de la gestation.
Elevage de rongeurs génétiquement altérés
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Cancers
- Maladies infectieuses
- Troubles cardiaques
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles nerveux
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système immunitaire
- Système nerveux
- Système urogénital
6000 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, pour gérer un élevage de souris génétiquement altérées. Chaque animal subit sous anesthésie un prélèvement au bout de la queue ou de l'oreille pour son génotypage. Le porteur indique que les souris au génotype voulu sont versées en continu dans d'autres projets et que celles au génotype non requis sont mises à mort ou réutilisées. Il présente cet élevage comme une "réduction" du nombre d'animaux, tout en programmant le génotypage de 6000 individus.
Objectifs
L’objectif de ce projet est la caractérisation génétique des rongeurs (souris) dans le cadre de la gestion d’élevage d'animaux génétiquement altérés. L'élevage est réalisé par une plateforme au service des activités de recherche utilisant des animaux à des fins scientifiques comme modèle expérimental dans le domaine des neurosciences, de la physiologie, la compréhension de la réponse immunitaire dans certaines pathologies humaines ou encore dans les mécanismes liés au développement de cancers. Certains de ces projets sont amenés à utiliser des animaux génétiquement altérés (génétiquement modifiées ou avec des mutations spontanées) en l'absence de solutions alternatives disponibles n'utilisant pas d'animaux. L'élevage des animaux génétiquement modifiés nécessite la détermination de la constitution génétique (appelé génotype) de chaque individu par une amplification précise et localisée des séquences d’ADN modifiées à partir des cellules de tissu facilement accessible et avec une approche la moins invasive possible. Cette caractérisation précoce au moment du servage ou plus tardive des animaux nés sur site, est indispensable et contribue au respect de la règle des 3R, notamment en termes de réduction.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu du projet repose sur la réduction du nombre d'animaux utilisées. La mise en place d'une procédure de caractérisation génétique fiable et reproductible permet: d'utiliser des individus avec un génotype défini et requis dans les projets scientifiques, de maitriser la production du nombre d'individus au strict minimum et la qualité génétique des animaux élevés sur site.
Procédures
un prélèvement tissulaire (extrémité de la queue ou pavillon de l'oreille de 2mm) sous anesthésie générale pour 6000 souris; durée inférieure à 1 min.
Impact sur les animaux
Inconfort transitoire lié la phase de réveil de l'anesthésie gazeuse associé à une douleur légère et transitoire liée à la biopsie.
Devenir
Les individus avec le génotype requis seront en utlisation continue dans les projets scientifiques nécessitant l'utilisation des lignées concernées. Les individus ne possédant pas le génotype requis seront mis à mort ou seront réutilisés dans des projets ne nécessitant pas de génotype particulier.
Remplacement
Les animaux élevés dans l'animalerie sont nécessaires pour des projets scientifiques validés par différents experts scientifiques, projets pour lesquels il n'existe aucune méthode alternative in vitro ou in silico. Il n'existe pas non plus de technique in vitro ou in silico pour déterminer le génotype d'un animal sans prélèvement de son ADN contenu dans ses propres cellules. L'ADN est spécifique à chaque individu.
Réduction
La stratégie d'accouplement à la demande et non en continue (présence d'un mâle en continu dans la cage des femelles) permet de limiter la production d'animaux au strict minimum. Cette stratégie participe fortement à la réduction du nombre d'animaux utilisés dans ce projet. Selon les lignées et les projets, un certain nombre d’animaux n'ont pas le patrimoine génétique requis. Lorsque c'est possible, les animaux qui n'ont pas le génotype adéquat sont réutilisés dans des projets indépendants de leur génotype. La réutilisation participe à la réduction du nombre d'animaux utilisés globalement pour les projets scientifiques. De plus, le génotypage en amont des projets et non pas à la fin des projets scientifiques participe également à la réduction du nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Une alternative non-invasive pour la récupération de cellules (prélèvement buccal) a été testée mais n’a pas donné de résultats exploitables et reproductibles. Des techniques alternatives de biopsie non invasives n'ont pas permis à ce jour d'obtenir des résultats satisfaisants. Le prélèvement de tissu pour déterminer le génotype des souris est réalisé systématiquement sous anesthésie gazeuse. Pour les jeunes individus, ce prélèvement sera réalisé à l’extrémité de la queue précocement, à l’âge de 21 jusqu'à 30 jours au moment du sevrage, avant l’ossification complète de la queue ce qui permet de limiter la nuisance de ce geste. Chez l’adulte, un prélèvement d’un morceau du pavillon de l’oreille en dehors de la zone cartilagineuse sera privilégié. La taille de la biopsie est réduite à son minimum. Les animaux sont hébergés en groupe social, en cage ventilée enrichie avec du matériel permettant de répondre à leurs besoins (nidification, se cacher, ronger) avec accès à l’eau et à l’alimentation ad libitum.
Choix des espèces
La pertinence de l'espèce choisie a été justifiée dans les projets de recherche réalisées dans l'animalerie. Ils font appel à des souris génétiquement modifiées. Pour les individus nécessitant une biopsie de l'extrémité de la queue pour génotypage, ils sont âgés de 21 à 30 jours maximum. Pour les individus nécessitant un prélèvement d'un morceau du pavillon de l'oreille, ils sont agés de plus de 6 semaines.
Impact d’un régime gras sur les rythmes circadiens et la mémoire chez la souris jeune
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144 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit une puce sous-cutanée, est logé seul pendant deux mois et demi, soumis pour la moitié d'entre eux à un régime gras, puis à des tests comportementaux et à un prélèvement terminal de sang et de cerveau. Le porteur reconnaît que l'isolement crée un stress chez cette espèce grégaire et que les tests peuvent provoquer anxiété et douleur modérée. L'étude cherche à relier chez le mâle et la femelle les effets d'un régime gras sur les rythmes de 24 heures, le métabolisme et la mémoire.
Objectifs
Une alimentation riche en graisses et en sucres favorise la prise de masse et l’obésité. Chez les souris mâles, une telle alimentation provoque non seulement un surpoids, mais aussi des altérations des rythmes de 24 h et de la mémoire. Les souris femelles avec un régime gras grossiraient relativement moins que les souris mâles. Notre objectif est de mieux comprendre les mécanismes par lesquels un régime alimentaire riche en gras modifie la santé métabolique et la mémoire chez des souris mâles et femelles. Notre hypothèse principale est que, chez un même animal, les altérations de la mémoire seront corrélées aux altérations des rythmes de 24 h et du métabolisme. Notre hypothèse secondaire est que les altérations des rythmes de 24 h pourraient être réduites chez les souris femelles, ce qui pourrait se traduire par une résistance métabolique relative au régime gras et à moins de perturbations de la mémoire que chez les souris mâles. AVENANT: Notre hypothèse tertiaire est qu'un accès du régime gras et sucré chronomodulé (c'est-à-dire ici limité à la période habituelle d'alimentation chez la souris) pourrait, comme chez les individus mâles, réduire l'impact nutritionnel sur les fonctions cognitives des souris femelles.
Bénéfices attendus
La nature des facteurs nutritionnels qui modulent les rythmes de 24 h et les liens qui connectent la régulation des rythmes journaliers d'alimentation avec la mémoire sont encore très mal connus. L’identification des mécanismes sous-jacents pourrait permettre d’améliorer la prévention et le traitement des maladies métaboliques, comme le diabète ou l’obésité, ainsi que les altérations de la mémoire par des approches de nutrition prenant en compte les rythmes de 24 h (approches de nutrition chrono-modulée).
Procédures
Les animaux seront hébergés en cages individuelles pendant 2.5 mois. La moitié sera nourrie avec un régime alimentaire riche en gras pendant 5.5 mois. Le premier groupe sera exposé à 3 conditions particulières d'éclairement (d'une durée de 2 semaines) pour étudier les rythmes de 24 h. Chaque étape sera séparée par 2 semaines de récupération. Le second groupe sera placé en cage métabolique (5 jours) et soumis à 2 tests comportementaux (l’un de 2 jours et l’autre de 3 jours)), séparés par 2 semaines de récupération. Un prélèvement terminal de sang sera effectué sur tous les animaux, suite à une chirurgie d'environ 1 minute.
Impact sur les animaux
Les souris recevront une puce électronique sous-cutanée, ce qui pourrait provoquer une légère inflammation au site d'injection. Les souris seront gardées en cages individuelles pour enregistrer des variables rythmiques individuelles, ce qui pourra créer un stress d'isolement. Les tests comportementaux pourront induire de l'anxiété et une douleur modérée. Le régime gras devrait entraîner un surpoids progressif des souris, ce qui est l'objet même du modèle expérimental. AVENANT: Le régime chonomodulé devrait limité le surpoids des animaux.
Devenir
L’étude de la rythmicité de 24 h de l’expression des protéines dans différentes structures ainsi que celle des rythmes de 24 h des hormones et des métabolites plasmatiques impliquent la mise à mort des animaux pour prélever en même temps leur cerveau et leur sang.
Remplacement
La régulation des cycles journaliers de la prise alimentaire et du métabolisme impliquant plusieurs organes à la fois (notamment, cerveau, foie, pancréas, surrénales, muscles), l’investigation des interactions entre rythmes de 24 h et nutrition nécessite l’utilisation de modèles animaux. Ainsi est-il impossible de réaliser ces études sur des organes isolés ou des cultures cellulaires in vitro.
Réduction
Notre suivi longitudinal des animaux exposés à des tests physiolgoiques et comprtementaux succcessifs réduit le nombre d’individus utilisés. Le nombre d’animaux proposés (n=6 par point-horaire pour 4 temps par 24h) est basé sur une évaluation de la puissance statistique qui prend en compte les moyennes et la dispersion des données comportementales des études antérieures. La rythmicité à l'échelle de 24 h sera validée par une analyse statistique adaptée. L'effet d'un régime favorisant le surpoids sera évalué sur les rythmes de 24 h, le métabolisme et sur des tests de mémoire chez la souris mâle et la souris femelle par des analyses statistiques adaptées.
Raffinement
Les souris seront maintenues en cages individuelles pour enregistrer des variables rythmiques individuelles. Pour limiter ce stress d'isolement chez la souris qui est un animal grégaire, les cages seront ouvertes, de sorte que les animaux garderont des contacts olfactifs et auditifs avec leurs congénères de la même pièce. Un morceau de bois à ronger, du matériel de coton pour faire un nid constitueront un environnement enrichi pour la souris et devrait limiter le stress d’isolement. Avant les tests comportementaux, les animaux seront manipulés régulièrement afin de minimiser leur état relatif de stress. De plus, toutes les souris seront manipulées quotidiennement pendant la semaine précédant les tests comportementaux afin de les habituer à la manipulation et réduire ainsi le stress qui peut y être associé. De même, une attention particulière sera apportée lors des tests comportementaux pour qu’ils se déroulent dans les conditions les plus calmes possibles afin de ne pas perturber les souris, ce qui risquerait d’altérer leurs réponses comportementales. Entre chaque test, un délai de deux semaines sera respecté pour permettre aux animaux de récupérer. Tout au long de la procédure nous ferons un suivi de l'état général de l'animal à l'aide d'une grille de score et nous avons établi des points limites permettant de soustraire l'animal à la souffrance.
Choix des espèces
La souris est devenue un modèle animal classique en nutrition et en chronobiologie par l’existence de nombreuses lignées génétiquement modifiées. Une fois ce projet achevé qui permettra d'établir un modèle expérimental, nous pourrons chercher comprendre les mécanismes moléculaires mis en jeu, en étudiant des souris génétiquement modifiées exposées aux mêmes procédures expérimentales. Les souris traitées seront nourries dès le sevrage avec une alimentation riche en gras. Puis les souris seront phénotypées 3 mois plus tard au stade jeune adulte. Ce protocole a été validé chez la souris mâle pour ses effets sur le métabolisme et la mémoire. L'originalité du projet présent est de relier ces fonctions aux rythmes de 24 h et à leurs perturbations, à la fois chez les mâles et les femelles.
Indicateurs morphologiques, comportementaux et physiologiques d’émotions positives chez la caille japonaise
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
32 cailles japonaises vont être utilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis confiées à une association pour placement en refuge ou famille d'accueil. Chaque oiseau est filmé quinze minutes par jour pendant cinq jours et subit deux prélèvements de sang, pour valider des mouvements de plumes de la tête comme marqueurs d'émotions positives. Le porteur indique que le transport, l'isolement et les prises de sang sont des sources de stress, et que les mâles adultes sont maintenus en cage individuelle faute de pouvoir cohabiter. Il présente ces marqueurs comme une piste pour évaluer, à terme, le bien-être des oiseaux d'élevage.
Objectifs
L’existence d’états émotionnels chez l’animal est de plus en plus acceptée dans le monde scientifique. L’idée que ces états subjectifs sont au centre du bien-être animal s’est peu à peu imposée au cours des dernières décennies. Les premières études, poussées en partie par l’intérêt grandissant du public pour le bien-être des animaux en captivité, se sont concentrées sur les émotions négatives, telles que la peur et la souffrance. Cependant, avec l’accumulation des connaissances sur le sujet, l’importance des émotions positives est devenue prépondérante. En effet, le bien-être n’est pas seulement l’absence d’états négatifs, mais aussi la possibilité pour l’animal de vivre des émotions positives. Par ailleurs, comprendre les contextes et les modalités d’expression des émotions positives a à la fois un intérêt appliqué et fondamental, car leur étude pourrait nous en apprendre davantage sur nos propres émotions en termes d’évolution, de fonction, etc. L’étude de ces états positifs est essentielle à notre compréhension de l’animal. Cela est particulièrement vrai chez les oiseaux, qui ont été considérablement moins étudiés à ce sujet que les mammifères. Notre objectif est d’étudier l’expression des émotions positives chez une espèce d’oiseau nidifuge, la caille japonaise (Coturnix c. japonica). Des travaux précédents ont mis en évidence l’existence d’un potentiel marqueur morphologique des émotions positives chez la caille. En anticipation d’une récompense, nous avons observé des mouvements de plumes sur des zones localisées de la tête de l’oiseau, ce qui pourrait être une forme d’expression faciale positive chez l’oiseau. L’objectif de cette étude est de valider ces expressions faciales comme marqueurs des émotions positives, en analysant leur expression dans différents contextes positifs et les corrélant avec des marqueurs physiologiques connus dans la littérature.
Bénéfices attendus
Nous espérons pouvoir identifier des marqueurs d’émotions positives chez la caille. Ces marqueurs sont encore peu nombreux car peu explorés chez l’oiseau. Ils permettraient d’en apprendre davantage sur leurs capacités émotionnelles. Ces marqueurs seront réutilisés pour évaluer les effets de divers facteurs, tels que l’histoire de vie ou la complexité environnementale. Enfin, de tels marqueurs pourraient trouver des applications dans l’amélioration du bien-être des oiseaux d’élevage. Nous espérons également mettre au point une méthode de mesure hormonale non invasive.
Procédures
Toutes les cailles seront testées individuellement dans un dispositif dont le sol est couvert de copeaux de bois, afin d’observer l’expression des comportements de bains de poussière. Chaque test durera 15 minutes par jour et sera filmé pour être finement analysé. Un test sera fait par jour, l’expérience se poursuivra sur cinq jours. Ensuite, deux prélèvements sanguins seront réalisés sur deux jours pour évaluer certains taux hormonaux. Des prélèvements de fèces seront également réalisés pour comparer les taux hormonaux présents dans les fèces et dans le plasma.
Impact sur les animaux
Le transport et l’isolement pendant les phases de test peuvent perturber les cailles. Cependant, les cailles sont habituées à la manipulation et la durée d’expérimentation ne va pas excéder 15 minutes par jour, ce qui permet une longue période de repos pour l’animal en dehors des tests. Les prélèvements sanguins sont également une source de stress. Les prélèvements seront réalisés par un personnel expérimenté, ce qui limitera la douleur et le temps de contention nécessaire. De plus, le prélèvement sera arrêté dès que l’animal se mettra à bouger.
Devenir
Le projet n’implique aucune atteinte à l’intégrité physique et comportementale des animaux. Ceux-ci pourront donc être confiés à une association de réhabilitation des animaux de laboratoire pour placement en refuge ou en famille d’accueil.
Remplacement
Nous étudions des signes physiologiques et morphologiques d'émotions positives chez des animaux vivants, ce qui exclut tout type de remplacement.
Réduction
Le nombre d’animaux choisi (16 mâles et 16 femelles) permet d’avoir un effectif suffisant pour les analyses physiologiques et comportementales tout en tenant compte d’un possible effet sexe dans l’expression des émotions. Il permettra ainsi d’assurer une puissance statistique suffisante pour la réalisation d’analyses statistiques non paramétriques.
Raffinement
Chez la caille japonaise, les mâles adultes ne peuvent pas être maintenus en groupe car ils expriment des comportements agressifs. Ceci impose donc de maintenir également les femelles en cage individuelle. Lors de la phase expérimentale, les oiseaux seront déplacés et manipulés par des personnes compétentes et expérimentées. Les phases de tests seront limitées à environ 15 minutes par jour et par animal pour limiter les contraintes pour l’animal. Les prélèvements sanguins seront réalisés par un personnel expérimenté et seront stoppés si l’animal commence à bouger, afin d’éviter toute blessure. Les oiseaux seront soignés et observés tous les jours par un personnel expérimenté. La détection de tout changement de comportement ou de blessure induira un isolement de l'individu pour l’administration de traitements.
Choix des espèces
Les cailles japonaises sont domestiquées depuis des siècles. En raison de leur petite taille et de leur développement rapide, elles sont rapidement devenues populaires tant dans l'industrie agricole que pour la recherche scientifique. Leurs caractéristiques comportementales peuvent être clairement identifiées par des tests validés scientifiquement. Leurs capacités émotionnelles sont néanmoins encore trop peu étudiées. Les cailles seront âgées d'un an. Elles seront donc compètement matures et développées sexuellement. A cet âge le profil comportemental est stable et nous pourrons donc observer des différences interindividuelles robustes, ainsi que de potentielles différences liées au sexe.
Caractérisation de la contribution des neurones nés dans l’hippocampe à l’âge adulte dans l’apprentissage et le maintien d’informations de nature sociale chez la souris
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
1 000 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, une partie sous anesthésie sans réveil. Chaque animal subit une chirurgie crânienne d'environ deux heures avec trépanation, des injections et des tests comportementaux de mémoire spatiale, de reconnaissance d'objets et de mémoire sociale. L'objectif est de décrire le rôle de neurones formés à l'âge adulte dans l'hippocampe, chez des souris saines et des souris modèles de la maladie d'Alzheimer. Le porteur affirme qu'aucun modèle cellulaire ne permet d'aborder cette voie neuronale de façon intégrée.
Objectifs
Nous avons deux objectifs principaux. Tout d'abord, nous voulons étudier comment les nouveaux neurones dans une partie spécifique du cerveau, sont organisés chez des souris normales et des souris atteintes de la maladie d'Alzheimer. Nous souhaitons découvrir s'ils se connectent uniquement à cette région ou s'ils établissent des connexions à la fois avec cette région et avec une autre région du cerveau. Pour ce faire, nous allons marquer ces nouveaux neurones avec des molécules fluorescentes afin d’identifier l’endroit ou ils se connectent. Ensuite, notre deuxième objectif est d'étudier comment ces nouveaux neurones, qui se forment à l'âge adulte, influencent la mémoire. Pour ce faire, nous allons manipuler ces neurones de manière à les activer ou les désactiver chez des souris normales et des souris atteintes d'Alzheimer, puis nous allons tester leur mémoire. Juste avant les tests de mémoire, nous activerons ou désactiverons ces neurones en utilisant des substances chimiques que nous injecterons aux souris. Nous essayerons également d’augmenter le nombre de nouveaux neurones en plaçant les souris dans un environnement stimulant, à la fois sur le plan cognitif, social et physique puis, nous testerons la mémoire des souris.
Bénéfices attendus
Le premier objectif du projet nous permettra de déterminer si les neurones nouvellement formés envoient des informations au niveau de deux régions de l'hippocampe, ou si les nouveaux neurones se connectent de façon spécifique soit à la première région, soit à la deuxième. Si tel est le cas, cela serait la première démonstration de l’existence d'une voie nerveuse specifique qui se connecte à une région liée à la cognition sociale. Si, en revanche, les nouveaux neurones contactent les deux régions, cela suggérerait que les informations contextuelles, spatiales, et sociales, sont intégrées et codées conjointement au sein des nouveaux neurones. Le deuxième objectif du projet permettra de révéler la contribution des nouveaux neurones projetant à cette région dans la mémoire sociale, et de déterminer si des manipulations de ces nouveaux neurones et/ou des neurones qui contribuent à leur survie sont en mesure de restaurer les capacités de mémoire sociale de souris modèles de la maladie d’Alzheimer.
Procédures
La chirurgie dure environ 2h par animal. Une seule intervention chirurgicale par animal sera réalisée. Les animaux recevront une injection en aigue (une seule injection qui durera environ 10 secondes) d’agent pharmacologique. Pour cela, la souris sera maintenue en contention durant 15 secondes. Les animaux seront soumis à des tests comportementaux n’excédant pas 1h30. Ces tests comportemenaux auront pour objectif d'étudier la mémoire spatiale, la mémoire de reconnaissance d'objets et la mémoire de reconnaissance d'individus (mémoire sociale).
Impact sur les animaux
Pour la chirurgie, l'incision de la peau ainsi que la trépanation osseuse peuvent induire une douleur modérée au stade post opératoire durant 24heures. La contention de l’animal lors des injections peut induire un stress modéré durant une dizaine de minutes. Les injections peuvent induire une douleur modérée lors de l’injection durant les 20minutes qui suivent la manipulation de l’animal. Les test comportementaux n'induisent pas de nuisances.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures pour prélèvement des cerveaux et /tissus afin de réaliser des marquages immunohistochimiques sur coupes de tissus pour poursuivre les investigations anatomiques, cellulaires et moléculaires.
Remplacement
Les nouveaux neurones naissent dans le cerveau au niveau d'une zone appelé le gyrus denté et se connectent à différentes sous régions de l'hippocampe. Nous comptons explorer le rôle des nouveaux neurones qui se connectent à une sous région bien définie de l'hippocampe. Notre objectif est d'étudier l'impact de ces nouveaux neurones sur les capacités mnésiques des mammifères. De plus, nous nous intéressons à la mémoire sociale qui est altérée dans certaines maladies humaines telles que la maladie d’Alzheimer. L’utilisation du modèle murin nous permet d’étudier les modulations de cette mémoire sociale chez des individus sains et présentant des troubles de mémoire sociale (souris modèles de la maladie d’Alzheimer). A ce jour, il n’existe pas de modèles alternatifs crédibles permettant d’aborder la fonction de cette voie neuronale spécifique de manière intégrée, et ce notamment lorsqu'il s'agit d'études comportementales et neurologiques visant à décrire les mécanismes mis en jeu dans les processus mnésiques.
Réduction
Le nombre d'animaux par groupe est le nombre minimum nécessaire pour obtenir une puissance statistique suffisante lors de la réalisation de tests statistiques, d’après nos observations et celles rencontrées dans la littérature.
Raffinement
Tous les animaux sont hébergés selon les normes de bien-être en vigueur (5 individus, présence d'enrichissement). Ils seront observés quotidiennement et des points limites ont été définis à partir de grilles de scoring. En cas de blessure ou de souffrance, les animaux recevront un traitement analgésique adapté. Tous les signes de souffrance détectés lors de l'observation quotidienne tels qu'un isolement et une indifférence par rapport au milieu extérieur, une diminution du comportement exploratoire, une attitude prostrée avec dos voûté, une expression faciale modifiée, une altération de l’état du pelage, une fuite ou défense à la manipulation, ou une perte de poids>20% conduiront à la mise à mort des animaux en accord avec le vétérinaire référent. De plus, nous réaliserons plusieurs tests sur les mêmes animaux pour limiter leur nombre.
Choix des espèces
Nous comptons explorer la fonction biologique des nouveaux neurones formés à l’âge adulte. Nous proposons que ces nouveaux neurones ont un effet sur le comportement de l’animal (mémoire). Il n’existe pas de modèle cellulaire simple permettant d’aborder l’impact de ces nouveaux neurones sur le comportement de l’animal. Nous comptons également faire une description anatomique des voies de projections des nouveaux neurones. Il nous faudra donc prélever des tissus pour voir l’organisation cérébrale. De plus, la souris appartient à la classe des mammifères ce qui la rend proche de l’Humain. Son utilisation nous permettra de mieux comprendre les mécanismes cérébraux sous-tendant les processus mnésiques chez les mammifères. D’autre part, nous utiliserons des souris modèles de la maladie d’Alzheimer. Ce modèle nous permettra d’étudier les éventuels mécanismes à l’origine des troubles mnésiques dans un contexte pathologique. Les animaux que nous utiliserons seront âgés de 3 à 6 mois. En effet, la neurogénèse adulte diminue avec l’âge. Si nous voulons l’étudier nous devons nous placer à une fenêtre de temps ou elle est suffisamment abondante.
Adaptations physiologiques et énergétiques des éléphants de mer aux contraintes environnementales au cours de leur cycle de vie
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
1 437 éléphants de mer vont être utilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis relâchés sur leur site de capture. Ils sont capturés, équipés d'appareils enregistreurs fixés sur le poil et soumis à des prises de sang sous anesthésie, dont 200 jeunes et leurs mères. L'étude porte sur leurs adaptations physiologiques et sur la collecte de données océanographiques dans l'océan austral. Le porteur avance que ces adaptations à l'hypoxie pourraient à terme éclairer des affections humaines et revendique un "modèle animal unique".
Objectifs
Les changements climatiques et environnementaux influencent la dynamique et la structure des écosystèmes marins, affectant la distribution et l’abondance des espèces marines. Les éléphants de mer austraux peuvent être particulièrement affectés par cette variabilité spatiale et temporelle, ceux-ci présentant des périodes de recherche alimentaire en mer alternées avec des périodes de jeûne à terre. Phocidés « de l’extrême », les individus passent près de 10 mois de l’année en mer, au cours desquels ils plongent continuellement. Ils s’alimentent au cours de plongées d’une profondeur moyenne de 400 mètres, jusqu’à 2000 mètres. Ils passent le reste de leur cycle annuel à terre, pour les périodes de reproduction et de mue, très contraignantes d’un point de vue énergétique puisque les individus jeûnent pendant quasiment 1 mois. Les éléphants de mer sont des prédateurs majeurs de l’océan austral et nos travaux ont mis en évidence d’importantes différences d’écologie en mer entre mâles et femelles. Ce travail vise 1) à lier les conditions environnementales et les contraintes énergétiques d’un prédateur marin au cours de son cycle de vie, alternant périodes à terre et en mer afin de déterminer si des adaptations individuelles pourraient influencer le succès de chasse, la vitesse de mue, et de manière ultime l’énergétique et la viabilité des individus (OBJECTIF 1), et 2) à étendre le jeu de données environnementales et de comportement des éléphants de mer (OBJECTIF 2). En liant l’étude de paramètres proximaux (adaptations physiologiques, comportementales et énergétiques des individus) et ultimes (succès de chasse, succès reproducteur, vitesse de mue), ce projet permettra de mieux comprendre comment les stress environnementaux tels que le réchauffement des océans peut influencer la balance énergétique de ce prédateur marin ainsi que les adaptations des populations.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à améliorer notre compréhension de l’écologie, la biologie et la physiologie des éléphants de mer, ainsi que des écosystèmes dans lesquels ils évoluent. Phocidés « de l’extrême », les éléphants de mer austraux passent près de 10 mois de l’année en mer, au cours desquels ils plongent continuellement. Ils présentent ainsi des capacités physiologiques extrêmes adaptées aux longues et profondes apnées. Les adaptations physiologiques (hypothermie) et cérébrales (activité neuronale, vascularisation cérébrale) mises en place chez les éléphants de mer via leurs mécanismes de tolérance au manque d’oxygène pourraient aider à la compréhension de la tolérance à l’hypoxie (déficit d’oxygène). L’éléphant de mer fournit donc un modèle animal unique pour étudier les mécanismes physiologiques de tolérance à l'hypoxie et ses effets cumulatifs potentiels. A long terme, ceci pourrait nous permettre de transposer ces adaptations à l’étude des hypoxies chez l’Homme, en lien avec différentes affections (AVC, apnées du sommeil, trauma…) et d'ouvrir la voie à de potentielles nouvelles solutions thérapeutiques. De plus, la collecte de données océanographiques au long cours via ces mammifères « échantillonneurs » de l’océan austral est sans équivalent au niveau mondial. A ce jour, les éléphants de mer de l’archipel de Kerguelen fournissent 80 % des données océanographiques de l’océan Austral au Sud de 60°S et 98% des données associées à la zone de banquise. Ceci est essentiel pour caractériser les changements océanographiques affectant l’océan Austral, et évaluer leurs conséquences sur le comportement de pêche de ces prédateurs, et de façon ultime sur leur démographie et les changements climatiques.
Procédures
Les animaux sont équipés d'appareils enregistreurs à la capture, puis ces appareils sont récupérés à la recapture, après leur voyage en mer ou leur période à terre. Une prise de sang est effectuée à la capture et à la re-capture. OBJECTIF 1. Conditions environnementales et adaptations physiologiques et comportementales des élephants de mer à différents âges et périodes de leur cycle de vie Procédure 1 : Adaptations comportementales et physiologiques des femelles éléphant de mer au cours du voyage post-reproduction 17 femelles pour 1 an = 51 femelles pour 3 ans. Procédure 2 : Adaptations comportementales et physiologiques des femelles éléphant de mer au cours de leur mue 12 femelles pour 1 an = 36 femelles pour 3 ans. Pour ces deux procédures, nous nous intéressons aux adaptations des individus au cours de leur cycle de vie. Des appareils seront fixés sur le poil des animaux, enregistrant des paramètres externes. Procédure 3 : Suivi interannuel de la masse au sevrage des jeunes éléphants de mer 200 jeunes (entre la naissance et le sevrage) mâles et femelles et leurs 200 mères pour 1 an = 400 = 1200 pour 3 ans. Captures des jeunes à la naissance et au sevrage (pesée, prise de sang) et suivi à terre, et biométrie à distance des mères et biopsie. OBJECTIF 2. Données environnementales, voyages et comportement de chasse des éléphants de mer - observatoire Procédure 4 : Etude des voyages et stratégies de pêche des éléphants de mer après la mue : 50 individus (35 mâles et 15 femelles) pour 1 an = 150 individus (105 mâles et 45 femelles) pour 3 ans 50 individus (35 mâles et 15 femelles) seront équipés de balises océanographiques, afin d’étudier les voyages et stratégies de pêche des éléphants de mer après la période de mue (séjour en mer de 7 à 8 mois).
Impact sur les animaux
Stress lié à la capture et à l'injection intra-veineuse ou intramusculaire d'anesthésiques. Potentiel dérangement du comportement (comportement à terre et en mer) lié à l'appareillage.
Devenir
Tous les animaux sont relâchés sur leur site de capture.
Remplacement
Ce projet vise à améliorer notre compréhension de l’écologie, la biologie et la physiologie des éléphants de mer, des écosystèmes dans lesquels ils évoluent, ainsi que de documenter l’évolution au cours du temps de ces systèmes et prédire le devenir des populations de ce prédateur marin. Ce projet ne peut être mis en place sans recours à l’expérimentation sur animaux dans leur milieu naturel, exprimant toutes leurs potentialités comportementales et physiologiques.
Réduction
Afin de répondre aux différents objectifs, nous minimisons le nombre d’animaux équipés. Concernant l’objectif 1, 29 femelles seront équipées afin d’étudier leurs adaptations comportementales et physiologiques au cours de leur voyage en mer et à terre, en mue. Ceci nous permet de pouvoir dégager des différences individuelles en termes d’adaptations. Pour le suivi des jeunes, en lien avec la composition corporelle et l’âge des mère, un minimum de 200 paires (mère-jeune) est requis afin de pouvoir collecter des données populationnelles. Concernant l’objectif 2, 50 individus sont équipés dans le cadre de la collecte de données océanographiques, ce qui permet un échantillonnage adapté.
Raffinement
L’état général de l’animal est évalué avant sa capture (embonpoint, absence de malformation et de plaie) afin de ne pas le mettre en danger. L’animal doit se trouver en périphérie d’un groupe afin de ne compromettre ni sa sécurité, ni celle des expérimentateurs. Les animaux sont capturés, équipés, puis suivis quotidiennement sur la colonie. Toute modification de comportement (réactivité ou apathie) liée aux appareils posés entraînera la re-capture et le déséquipement des animaux. Ceci n’a pour l’instant jamais été observé. Lors des suivis et ce jusqu’à la récupération des balises, toutes les précautions sont prises pour ne pas déranger les animaux (approches lentes et observations à distance). Toutes les précautions seront mises en oeuvre afin de limiter le stress lors des captures et un anesthésique est systématiquement injecté par voie intra-veineuse (veine sacrale), ce qui permet : une induction rapide, une anesthésie facilement gérable et de courte durée. Les individus sont soit 1) anesthésiés à distance. Cette nouvelle méthode développée par l’équipe permet de réduire le stress de l’animal ; soit 2) si l’individu est isolé ou en bordure de mer, une cagoule spéciale est utilisée, permettant la contention de l’animal et l’injection en intraveineux, comme utilisée en routine. Les paramètres cardiaques et respiratoires de l’individu sont surveillés au cours de l’anesthésie. Le suivi longitudinal d’individus marqués réalisé par nos collègues australiens ne révèle aucun effet des balises déployées sur la survie ou le gain de masse en mer des éléphants de mer.
Choix des espèces
Ce projet vise à améliorer notre compréhension de l’écologie, la biologie et la physiologie des éléphants de mer, des écosystèmes dans lesquels ils évoluent, ainsi que de documenter l’évolution au cours du temps de ces systèmes et prédire le devenir des populations de ce prédateur marin. L’espère cible est donc l’éléphant de mer, qui est l’un des meilleurs phoques plongeurs, allant se nourrir dans des zones de l’océan austral (à la fois sub-antarctiques et antarctiques) non explorées par d’autres espèces. Les animaux étudiés sont des adultes (mâles et femelles). Des jeunes de la naissance au sevrage (3 semaines) seront également étudiés.
Étude du rôle de la variation comportementale, génétique et épigénétique dans l’adaptation aux environnements urbains et sauvages chez la souris domestique
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
150 souris domestiques sauvages vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis relâchées sur place. Elles sont piégées vivantes et gardées une nuit, soumises à trois tests comportementaux, la latence à quitter un tube sombre, un test de champ libre et un test de mobilité dans un sac sombre, puis marquées à l'oreille avec prélèvement d'un échantillon de peau. Le porteur indique un stress lié à la capture et à la manipulation et un risque de prédation lié aux pièges, limités par un temps court dans le piège. Le projet compare des populations urbaines, rurales et sauvages pour étudier leur adaptation à l'urbanisation.
Objectifs
Tous les êtres vivants existent dans un monde qui change. Alors que certains organismes s’adaptent facilement ou même prospèrent dans des environnements nouveaux ou difficiles, d’autres succombent même à de légers changements dans leurs conditions environnementales. Pourquoi certains animaux réussissent-ils là où d’autres ne réussissent pas ? Pour répondre à cette question, il faut comprendre les mécanismes phénotypiques, génétiques et épigénétiques qui aident une population à s’adapter à de nouveaux environnements. Ce domaine de recherche a longtemps été au cœur de l’écologie évolutive, mais il est maintenant encore plus important que jamais étant donné la menace urgente du changement climatique induit par l’homme. Les contrastes entre les populations urbaines et rurales sont un moyen puissant d’aborder la façon dont différents traits phénotypiques et (épi)génétiques influencent l’adaptation des organismes : les populations vivant en milieu urbain font face à une variété de conditions environnementales que les populations rurales ne subissent pas, ex. pollution et fragmentation de l’habitat. L’objectif de ce projet est de déterminer comment les traits comportementaux, génétiques et épigénétiques diffèrent entre les populations sauvages, rurales et urbaines de la souris domestique (Mus musculus domesticus). La souris domestique sauvage est un modèle d’étude particulièrement intéressant pour aborder ces questions: espèce commensale avec une forte capacité d’adaptation, elle est aussi un organisme très étudié sur le plan comportemental et génomique: on sait que les souris présentent une variation comportementale quantifiable répétable et héréditaire de la proactivité, et nous disposons d’une variété d’outils génomiques, y compris un génome bien annoté, chez cette espèce modèle. Nous faisons l’hypothèse que les environnements urbains induisent des réponses comportementales adaptatives, répétables et quantifiables. Deuxièmement, nous faisons l’hypothèse que les phénotypes comportementaux adaptatifs reposent à la fois sur des adaptations génétiques et épigénétiques (méthodes non décrites ici).
Bénéfices attendus
Ces travaux fourniront un aperçu des mécanismes sous-jacents à la capacité de tolérer et de s’adapter à de nouveaux environnements. Ils nous permettront de mieux comprendre les capacités d’adaptation des espèces envahissantes, mais aussi de mieux comprendre et prédire la vulnérabilité des espèces à l’extinction face aux changements environnementaux induits par l’homme. Parce que ce travail concerne la souris domestique, une espèce hautement commensale — à la fois un vecteur de maladie et un ravageur agricole — les données de ce projet pourront être utilisées pour éclairer les programmes de lutte contre les rongeurs qui ont une incidence directe sur la santé publique et l’économie. Enfin, les résultats de cette étude aideront à relever les défis en suspens dans les domaines de l’écologie comportementale et de la biologie évolutive.
Procédures
Capture-vivant (N=150). Les souris seront piégées et maintenues toute la nuit pendant la phase nocturne de pose du piège dans la nature et relâchées au lever du jour. Nous passerons jusqu'à 14 nuits consécutives sur un site de piégeage et y retournerons après un mois. Ainsi, il est possible que chaque souris subisse plusieurs piégeages. Tests comportementaux (N=150). Chaque souris sera équipée à trois tests comportementaux consécutifs : latence pour quitter un tube sombre, champ libre et test de mobilité dans un sac sombre. Marquage auriculaire et prélèvement d'échantillons auriculaires (N=150). Chaque souris recevra une étiquette auriculaire sur l'oreille droite et aura un échantillon de peau prélevé sur l'oreille gauche. Ces procédures durent moins de 2 minutes et sont réalisées avec des outils sanitaires appropriés.
Impact sur les animaux
Les pièges peuvent attirer les animaux sauvages (comme les sangliers) ou les prédateurs domestiques (comme les chiens ou les chats) et ainsi augmenter le risque de prédation. La capture et la manipulation des animaux peuvent également engendrer un stress. Toutefois notre protocole a pour objectif de réduire au maximum ces nuisances potentielles : en réduisant la durée de séjour dans le piège d’un animal, en ajoutant dans le piège du coton permettant la construction d’un nid, en manipulant l’animal le plus rapidement possible et en utilisant des objets sombres (tunnel, sac) lors du passage d’un test à un autre.
Devenir
À la fin de l’échantillonnage comportemental et tissulaire, les souris seront relâchées sur place (souris en milieu naturel).
Remplacement
Ce projet de recherche s’intéresse au comportement de la souris et à la variation génétique des animaux sauvages. Les questions précises que nous posons au sujet de l’adaptation aux environnements urbains n’ont pas d’analogie directe dans les modèles de culture cellulaire ni dans les modèles non vertébrés. De plus, il s’agit de questions empiriques auxquelles on ne peut répondre en utilisant des approches théoriques.
Réduction
Nous aimerions avoir un échantillon uniforme de souris dans nos différentes catégories environnementales. Notre but est d’étudier 10 souris adultes par site de piégeage et d’avoir 5 sites de piégeage par type d’environnement. Cette stratégie assurera une représentation égale pour chaque type d’environnement et une puissance statistique suffisante.
Raffinement
Ce projet se limite à la capture, à l’observation comportementale, aux mesures morphologiques et à l’échantillonnage de tissus. Le temps passé dans les pièges sera aussi réduit que possible car les pièges seront placés juste avant le coucher du soleil et relevés au lever du soleil. Les pièges comprennent de la nourriture, un abri, et un morceau de coton, permettant une protection du froid et de la chaleur ainsi que la construction d'un nid. S’il y a beaucoup de souris à traiter en même temps, les souris resteront dans leurs pièges avec une tranche de pomme pour prévenir la faim et la déshydratation. Être dans un piège ne nuit pas aux animaux capturés lorsque le piégeage est fait de façon responsable, par exemple, si les pièges ne sont pas exposés à des températures extrêmes. Ici, nous ne prévoyons pas de piéger en hiver, et tous les pièges contiendront du coton, qui fournit une bonne isolation. Nous limiterons l’exposition des pièges aux températures trop chaudes en installant des pièges au coucher du soleil et en les vérifiant au lever du soleil. La mortalité dans les pièges devrait donc être très faible. L’observation comportementale et les mesures morphologiques ne nécessitent pas des gestes invasifs et n’induisent pas des dommages aux animaux. Les tests comportementaux ne durent pas plus de 15 minutes. L’échantillonnage des tissus se fera au moyen de poinçons auriculaires, une procédure courante qui ne nécessite pas de sédation. Au total, les souris seront manipulées et testées pendant au plus 30 minutes, ce qui minimisera le stress sur les animaux. Nos critères de mauvaise santé pour l’euthanasie seront une fourrure mate et/ou une posture voûtée.
Choix des espèces
La souris domestique (M. m. domesticus) est le seul mammifère non domestique qui a récemment été introduit dans un large éventail d’habitats (rural, urbain, feral), c’est donc une espèce de choix pour les travaux proposés. De plus, la souris domestique dispose d’une abondance inégalée d’outils génomiques disponibles, y compris des bases de données génétiques nombreuses et un génome bien annoté qui seront utiles pour nos études génétiques à partir des prélèvements réalisés ici. Enfin, des nombreuses études indiquent que les souris présentent des variations quantifiables et héréditaires dans les traits comportementaux que nous étudions ici dans le contexte particulier d’un gradient d’urbanisation. Toutes les souris utilisées dans ce projet sont des adultes car nous nous intéressons uniquement au comportement des animaux sexuellement matures. Les souris juvéniles, gravides ou allaitantes seront libérées immédiatement sur le lieu de capture.
Effets des polluants sur les poissons hôtes et leurs parasites : une étude expérimentale sur le modèle chevesne-acanthocéphales
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
320 chevesnes sauvages vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Capturés par pêche électrique et maintenus jusqu'à dix mois, ils subissent des endoscopies, une infestation contrôlée par des parasites intestinaux et une exposition à des polluants par ingestion, avant dissection. Le porteur reconnaît un stress de captivité, des lésions du tube digestif et des pathologies liées aux polluants. Il affirme que l'étude des interactions hôte-parasite ne peut se faire in vitro ou in silico.
Objectifs
La pollution des cours d'eau affecte les organismes et peut se répercuter sur les interactions biotiques. Certains parasites sont connus pour accumuler des polluants depuis leur hôte, ce qui pourrait aboutir à une atténuation de certains effets écotoxicologiques, comme cela a été montré chez un poisson d'eau douce, le chevesne Squalus cephalus infestés par des acanthocéphales. Ce projet vise à tester les effets de l'exposition aux polluants à des niveaux réalistes d'un point de vue environnemental, sur les relations hôtes-parasites. Tout d'abord il s'agira de tester les méthodes d'endoscopie pour surveiller la présence de parasites intestinaux dans le tractus digestif des poissons. Des manipulations expérimentales de la charge parasitaire et de l'exposition aux polluants seront menéeschez des chevesnes issus de populations sauvages, hébergés en conditions semi-naturelles, afin d'évaluer les réponses écophysiologiques. La règle des 3R a été prise en compte de la manière suivante : 1. remplacement : les questions de recherche portent sur les interactions biotiques, entre un poisson hôte et les parasites intestinaux en réponse à la pollution environnementale, il n'est pas possible de conduire des études in vitro, ex vivo, in silico pour y répondre. 2. réduction : les effectifs ont été réduits à 20 individus par groupe, effectif minimum suffisant pour tester avec robustesse les hypothèses, 3. raffinement : les conditions d'hébergement en mésocosmes ont été optimisées, plusieurs points limites ont été retenus, et les manipulations expérimentales se font dans la gamme de variation communément observée en milieu naturel, que ce soit pour la prévalence en parasites, ou pour l'exposition aux polluants.
Bénéfices attendus
Le projet développera une méthode pour un examen interne des parasites intestinaux. L’endoscopie est une technique maitrisée et courante en médecine humaine et vétérinaire, mais très peu utilisée en écologie. Le développement de la micro-endoscopie permettra d’améliorer les connaissances sur l’état de santé des animaux sauvages, à l’échelle des individus et des populations, sans recourir à des euthanasies. Cette technique permet d’acquérir de multiples donnéeset le suivi à moyen et long terme l’évolution de l’infestation et du développement des parasites. L'étude expérimentale répond également à des questions de recherche fondamentale en écotoxicologie à l'échelle des interactions biotiques, qui sont encore très peu étudiées, les effets étant principalement étudiés à l'échelle des organismes ou des populations.
Procédures
Les individus seront capturés en milieu naturel par pêche électrique, hébergés pour une durée de 10 mois maximum, dans des très grands mésocosmes avec enrichissement du milieu (radeaux flottants végétalisés). Chaque acte durera moins de 5 minutes, sur des poissons anesthésiés. Les interventions consisteront à 1) réaliser un examen par endoscopie (2 examens par individu), 2) manipuler expérimentalement la charge en parasites, via l'utilisation d'un anthelminthique suivie d'une infestation expérimentale par ingestion de cystacanthes (stade juvénile des acanthocéphales à raison de 0, 5 ou 10 parasites par individu, qui seront déposés dans le tractus digestif des chevesnes anesthésiés). Le développement des acanthocéphales nécessite 5 mois d'attente, les chevesnes ne seront pas manipulés pendant ce temps. 3) manipuler expérimentalement l'exposition à des polluants à des doses réalistes d’un point de vue environnemental afin de déterminer les conséquences sur les conditions hôtes-parasites. L'exposition aux polluants se fera par ingestion, à raison d'une fois par semaine pendant 4 semaines. Une prise de sang (sera réalisée sous anesthésie par ponction de la veine caudale afin d’évaluer les conséquences physiologiques, puis les poissons seront immédiatement euthanasiés et disséqués pour quantifier les niveaux de polluants dans les tissus, étudier les effets écophysiologiques et évaluer les conséquences de l’exposition pour les parasites.
Impact sur les animaux
Les nuisances sont : le stress de captivité, stress thermique (les mésocosmes sont à l’extérieur et sont influencés par les températures atmosphériques). L'endoscopie peut provoquer des lésions et irritation du tractus digestif après la phase de réveil post-anesthésie. L'anesthésie et la manipulation hors de l’eau peut engendrer de l'hypoxie, déshydratation, hyperthermie. Lors de l'infestation expérimentale, la fixation des parasites peut provoquer des irritations et lésions de la muqueuse du tractus digestif et limiter les apports nutritifs. L'exposition expérimentale aux polluants peut engendrer des pathologies.
Devenir
L'euthanasie se justifie par la nécessité de comparer le nombre réel de parasites intestinaux par dissection, par rapport au nombre estimé par endoscopie afin de valider la méthode et par le fait que les analyses écotoxicologiques doivent être réalisées sur certains tissus (foie, muscles, rein, tractus digestif) et sur les parasites intestinaux qui ne peuvent être prélevés que post-mortem.
Remplacement
Le projet consiste à tester les effets de l'exposition aux polluants à des niveaux réalistes d'un point de vue environnemental, sur les interactions biotiques, plus particulièrement sur les relations entre les chevesnes et les parasites acanthocéphales. Les acanthocéphales sont des parasites intestinaux présentant la remarquable capacité d'accumuler des polluants depuis leur hôte définitif, les chevesnes, pouvant aboutir à une atténuation de certains effets écotoxicologiques. Pour comprendre les effets à cette échelle biologique (relation entre deux organismes vivants), il est nécessaire d’étudier les effets sur ces organismes. Il n’est donc pas possible de le remplacer par des modèles in silico, in vitro ou ex vivo.
Réduction
320 animaux seront utilisés, soit 20 animaux par lot pour 16 lots au total. Cet effectif correspond au nombre minimum d'animaux calculé à partir de calcul de puissance en supposant une taille d’effet similaire à ce qui a été obtenu lors d’études précédentes. Les données obtenues feront l'objet de traitement statistique des données a posteriori
Raffinement
Les conditions d’hébergement ont été raffinées avec les mésocosmes extérieurs, de grande taille, équipés de radeaux végétalisés flottants permettant de diversifier l’habitat, d’offrir des caches, abris, ombrage et nourriture diversifiées et de contribuer à l’épuration de l’eau. Avant chaque manipulation, les poissons seront anesthésiés. Chaque acte durera moins de cinq minutes. Il seront ensuite surveillés pendant la phase de réveil. Un suivi journalier des poissons et des mésocosmes sera effectué. Lorsque les poissons seront manipulés, des points limites ont été établis afin de réagir rapidement à l’apparition de symptômes attestant d’une souffrance. Le franchissement d’un point limite (anomalie du comportement, altération du rythme operculaire, hypersécrétion de mucus, lésions, pathogènes) engendrera le retrait immédiat de l’individu du mésocosme et sa mise en surveillance. Un avis auprès du vétérinaire référent sera sollicité, un traitement adéquat sera administré ainsi qu’un soulagement de la douleur si nécessaire. Une détérioration plus sévère ou durable de l’état sanitaire conduira à envisager l’euthanasie, qui sera réalisée à l’écart, après anesthésie.
Choix des espèces
L'espèce a été choisie car 1. plusieurs études ont montré l'accumulation de divers polluants dans leurs parasites acanthocéphales, au point que les chevesnes sont devenus une espèce modèle, 2. cette espèce est ubiquiste et abondante dans les cours d'eau français, 3. de précédentes études (en parasitologie et en écotoxicologie) ont été menées avec succès sur des chevesnes en captivité. Les chevesnes seront adultes, d'une taille moyenne de 15 cm. Cette taille est nécessaire pour l'utilisation de l'endoscope.
Activité physique et neurogénèse comme facteur protecteur des effets délétères de la surconsommation de sucre à l’adolescence sur le cerveau et le comportement
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
346 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La plupart subissent une chirurgie cérébrale d'une heure, un isolement en cage individuelle et une surconsommation forcée de sucre à l'adolescence, avant des analyses post-mortem. Le porteur cherche à montrer que l'activité physique protège le cerveau des effets du sucre, en présentant les retombées comme des arguments pour de futures campagnes de prévention. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ne permet d'étudier un tel comportement.
Objectifs
Dans le présent projet, nous souhaitons tester l’hypothèse selon laquelle une activité physique qui favorise la production de nouveaux neurones, pourrait avoir des effets protecteurs et/ou thérapeutiques sur les effets délétères du sucre consommé en excès à l’adolescence et d’en demontrer le rôle de cause a effets par des manipulations neurobiologiques de cette neurogénèse.
Bénéfices attendus
La surconsommation de sucre au cours d’une période vulnérable de développement du cerveau qu’est l’adolescence, induit des effets délétères à l'âge adulte (dépression, perte de motivation, anxiété...). Ce projet combine approches environnementale (activité physique) et neurobiologique (cibler des populations de nouveaux neurones spécifiques) pouvant potentiellement remédier à ces pathologies. D'une part, la démonstration qu’une surconsommation de sucre à l’adolescence entraîne un déficit de nouveaux neurones, spécifiquement créés pendant cette periode, serait une donnée essentielle pour alimenter les campagnes luttant contre les mauvaises habitudes alimentaires chez les jeunes. D’autre part, la démonstration que l'augmentation de production ou d'activité de ces nouveaux neurones puisse remedier à ces déficits comportementaux à l’âge adulte, permettrait également de proposer des approches thérapeutiques et de remédiation naturelle. Une démonstration causale entre activité physique, stimulation de nouveaux neurones créés pendant l’adolescence et remédiation des déficits, serait une avancée majeure pour les neurosciences.
Procédures
Dans ce projet, 262 rats subiront une intervention chirurgicale pendant 1 heure. 134 rats recevront également un entraînement comportemental pendant 30 minutes pour toute la durée de l'apprentissage et le test (entre 20 et 40 jours). 20 rats vont passer pour les test GTT et ITT deux fois ; chaque fois, on va faire 7 prélèvements avec a chaque fois d’une goutte du sang prelevée pendant 1 seconde a fin de mesurer la glycémie. Tous les rats (346) seront isolés 16 jours pendant la surexposition au sucrose et 4 semaines pendant l’exercice physique (256). Tous les rats seront mis à mort pour des analyses post-mortem.
Impact sur les animaux
Les animaux vont subir un stress du à l'isolement en cage individuelle ou en roue d'activité, ceci sur des périodes courtes allant de 16 jours à 4 semaines. Les étapes de chirurgie peuvent entraîner quant à elles des douleurs, et dans de rares cas des infections. Les prélévements du sang peuvent entraîner de douleur.
Devenir
Les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem.
Remplacement
De plus en plus d’études utilisent le modèle animal pour modéliser certaines pathologies chez l’homme. Les nombreuses similitudes entre les humains et les animaux en termes de développement, de symptomatologie comportementale ainsi que certaines caractéristiques neuronales et hormonales permettent de justifier l’utilisation du modèle animal comme outil dans de nombreuses études. En effet, il est impossible de retrouver ces pathologies, ces caractéristiques ou la realisation d'activité physique chez un modèle in vitro ou informatique. Le modèle animal est pour cela le modèle le plus adapté.
Réduction
Dans le but de diminuer le nombre d’animaux, les expériences seront conduites uniquement chez des mâles. Un effectif maximum de 10 animaux par groupe est nécessaire pour nos analyses statistiques afin de s'abstenir de la variabilité interindividuelle. Un même groupe contrôle est utilisé pour 2 thématiques dès que cela est possible.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en cages collectives (2 rats par cage maximum) dans un milieu enrichi (litière cellulose, papier ouaté, bâton à ronger, nid compact) (sauf pendant les périodes d’accès aux roues, les roues étant en elle-même un enrichissement). La surveillance des animaux est réalisée de façon quotidienne. Toute anomalie ou souffrance évidente est signalée à l'expérimentateur et au responsable de projet qui décident de la conduite à tenir en fonction des points limites ci-dessous : - perte de poids de 15% sur trois jours - automutilation - développement de plaies ou d'infections - poil mal entretenu ou aspect général anormal - changement de comportement (particulièrement la prostration) - activité cardiorespiratoire ralentie ou accélérée En cas de blessure, les plaies seront nettoyées et désinfectées. En cas de perte de poids, l'animal peut être réhydraté si besoin par injection sous-cutanée de saline ou saline-glucose. On peut également déposer des miettes humides issues de la nourriture habituelle directement dans la cage. En cas de douleur évidente, une injection d'analgesic est réalisée et peut être renouvelée 1 fois par jour pendant 3 jours maximum. En cas de non amélioration de l'état général de l'animal, le responsable du projet sera averti et prendra la décision de la nécessité de mise à mort de l'animal. En post-opératoire, les animaux sont gardés sur tapis chauffant jusqu’à leur réveil avant de retourner dans leur pièce de stabulation. Ils reçoivent une injection d'analgesic toutes les jours pendant 3 jours. Les sutures sont désinfectées et surveillées. Pour éviter la douleur pendant le prélèvement, un anesthésique local va être administrée avant le procédure.
Choix des espèces
Notre projet de recherche implique une expérimentation chez le rat, qui constitue pour les neurobiologistes un support indispensable à l'étude de l'organisation et du fonctionnement du système nerveux central en situation normale mais également, et surtout, en situations expérimentales ou pathologiques. L'ensemble de nos travaux considère l'animal in vivo, et met à profit différents protocoles comportementaux développés et codifiés depuis de nombreuses années chez ces espèces, et irréalisables matériellement et/ou scientifiquement sur d'autres espèces. L'organisation du cerveau des rongeurs est proche de celle du cerveau humain. Les résultats obtenus dans ces conditions permettent de proposer des hypothèses de fonctionnement du cerveau humain dans le cadre de surconsommation de récompenses. Les animaux débuteront les expérimentations à l'âge de 28 jours, ce qui correspond à l'entrée dans la phase d'adolescence.
Modélisation de comportements complexes de type autistique chez la souris et impact de l’obésité induite pendant la grossesse en utilisant la vision par ordinateur et des approches d’apprentissage en profondeur
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
2 064 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles subissent un tatouage, une amputation du bout de la queue, l'implantation d'une puce sous-cutanée et des injections, une partie des femelles étant soumise à un régime gras pendant la gestation, pour modéliser des comportements de type autistique observés par un système de suivi vidéo. Le porteur signale une mortalité de 20 à 50 % des souriceaux à la naissance qu'il présente comme inhérente à la pathologie modélisée. Il décrit le modèle murin comme "indispensable" pour étudier le comportement social, impossible selon lui à reproduire in vitro.
Objectifs
Le trouble du spectre de l’autisme (TSA) désigne un ensemble de troubles neurodéveloppementaux caractérisés par : 1) des déficits de la communication sociale et 2) la présence de comportements répétitifs et des intérêts restreints. L'étiologie des TSA serait déterminée par la combinaison de plusieurs facteurs : génétiques et environnementaux. Parmi ces facteurs environnementaux, l’obésité maternelle représente un facteur de risque important. Le diagnostic des TSA repose essentiellement sur l’observation d’un comportement « anormal » durant les deux premières années de vie et notamment le comportement social. Ce dernier est un comportement très complexe dont l’étude requiert un niveau de détails élevé et l’accès à l’observation de plus de 2 animaux interagissant de manière libre pendant une longue période de temps. Pour étudier ce comportement et répondre à ces critères, nous proposons d’utiliser un système, appelé « Live Mouse Tracker (LMT)» qui permet d’enregistrer de manière non-invasive des comportements sociaux complexes de plusieurs congénères (4 souris) et sur plusieurs jours. Dans ce projet, nous souhaiterions modéliser des comportements complexes de type autistique sur 3 modèles de souris portant chacun l’inactivation de gènes impliqués dans des pathologies avec TSA. Ce projet s’articule autour de 3 objectifs : 1) Modélisation et validation de comportements complexes de type autistique chez les 3 modèles murins de TSA cités précédemment aux stades juvénile, adulte et lors du vieillissement. 2) Etudier l’effet d’un traitement à l’ocytocine, administré lors de la première semaine de vie,sur les comportements complexes de type autistique révélés chez les 3 modèles murins étudiés dans l’objectif 1 et à différents âges. En effet, il a été montré dans de précédentes études que l’administration d’ocytocine corrige notamment un comportement autistique dans l'un des 3 modèles de souris à l’âge adulte. 3) Etudier l’impact d’un surpoids gestationnel sur des comportements autistiques sur la descendance des 3 modèles de TSA cités précédemment. En effet, la variabilité des symptômes autistiques pour une même mutation peut être expliquée par la contribution de facteurs environnementaux. Dans ce projet, nous proposons de tester l'hypothèse que le surpoids gestationnel pourrait être un facteur aggravant
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont, d'une part, l'identification de nouveaux comportements complexes associés aux troubles du spectre de l'autisme observés chez des souris en « semi-liberté » sur des modèles génétiques de l’autisme, sur un modèle avec obésité gestationelle (connue pour être un facteur de risque), et sur des modèles combinant les facteurs génétiques et obésité gestationnelle. L'obésité représente un enjeu majeur de santé publique dont l'incidence est en nette augmentation en France depuis 1997 avec des conséquences graves sur la santé cardiovasculaire, métabolique et neurologique. Plus précisément, le taux de surpoids et d'obésité atteint 32% chez les femmes en âge de procréer ou enceintes. Par conséquent, la mesure de l'impact d'un surpoids/obésité gestationnel, est importante car elle peut démasquer ou aggraver l’effet des mutations génétiques. Il est nécessaire de mettre en évidence ces conséquences sur les symptômes de type autistique qui sont de plus en plus fréquents chez les enfants.
Procédures
Les animaux seront soumis au tatouage (quelques secondes), à la caudectomie (quelques secondes) et à l'implantation d'une puce en sous-cutanée. Cette implantation sera réalisée qu'une seule fois sous anesthésies locale et générale et durera environ 5 minutes. Les 4 injections sous-cutanées d'ocytocine pendant la première semaine de vie postnatale seront réalisées sous anesthésie locale et ne dureront que quelques secondes. L'administration d'ocytocine chez la souris sauvage n'entraine aucun effet néfaste. Son administration chez les souris mutantes a un effet bénéfique sur le comportement alimentaire et social. L'exposition des femelles reproductrices à un régime riche en graisses entraine une prise de poids. La durée du régime sera de 6 semaines (gestation + lactation).
Impact sur les animaux
Dans ce projet, les seules expérimentations susceptibles d'induire un effet indésirable seront la caudectomie, les injections sous cutanées, l'implantation des puces et le régime riche en graisses. Par ailleurs, les souris modèles d'autisme peuvent présenter un taux de mortalité à la naissance (20 à 50%) qui est inhérent à la pathologie. Cette mortalité a lieu dans les 2 premiers jours de vie par manque d’activité de succion (manque de nutrition) ou due à des apnées respiratoires sévères. Les animaux qui survivent, ne présentent pas d’anomalies et seront étudiés pour leur comportement social et répétitif avec le LMT.
Devenir
Les animaux seront utilisés pour des analyses immunohistochimiques ou euthanasiés.
Remplacement
Dans ce projet, nous nous intéresserons essentiellement à l'étude du comportement social. Le comportement est un ensemble d'actions réalisés par un être vivant, les modèles in vitro (culture cellulaire par exemple) ne permettant pas d'étudier le comportement, le modèle animal reste donc notre seule alternative. De plus, le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques nécessite une validation sur des modèles précliniques (modèles animaux). Par conséquent, l'utilisation d'un modèle murin est indispensable pour répondre aux objectifs de notre étude. Il est à noter que l'utilisation de souches murines fixées génétiquement permet de réduire la variabilité et donc le nombre d'animaux utilisé.
Réduction
Ce projet sera réalisé sur plusieurs étapes successives. Le nombre d'animaux a été calculé à partir d'une base de 20 animaux par groupe, par sexe et par génotype pour les expériences de comportement. Ce nombre a été calculé en se basant sur nos expériences précédentes utilisant des tests comportementaux ainsi que sur la littérature et correspond au nombre de souris utilisées dans ce type de test (LMT). Etant donné que l’utilisation du LMT est une procédure non-invasive, les mêmes souris seront utilisées aux différents âges pour l’étude comportementale. Ces mêmes animaux seront utilisés pour les études immunohistochimiques. De plus, l'utilisation d'animaux dans certaines expérimentations sera conditionnée par les résultats obtenus des premières expérimentations. En effet, si les résultats de ces dernières sont positifs (altérations comportementales), alors nous réaliserons un traitement à l'ocytocine dans une nouvelle cohorte, le nombre de souris utilisé sera alors établi grâce à l'utilisation de tests de puissance statistiques.
Raffinement
Les animaux utilisés dans ce projet seront hébergés dans des cages enrichies avec du matériel de nidification, un accès illimité à l'eau et la nourriture, la présence d'objets (tunnel) et un nombre limité de souris par cage (4 souris par cage). Pour notre étude, il est nécessaire de constituer des groupes de 4 souris de même sexe et même âge par cage pour l'étude comportementale. Les animaux seront habitués à la manipulation par l'expérimentateur. Les expérimentations induisant une douleur seront toutes réalisées sous anesthésie (locale et générale). Les animaux seront surveillés quotidiennement (poils, posture, activité dans la cage ...) et le poids pris régulièrement. Une grille de score sera mise en place pour la surveillance des animaux. Si un animal montre un score classé comme bénin à modéré, il sera surveillé plusieurs fois par jour et l'administration d’un AINS (anti-inflammatoire non stéroidien) en sous-cutanée et/ou d’un morphinique en sous-cutanée sera envisagée. L'arrêt de la nourriture riche en graisse sera également considéré. Si aucune amélioration n'est observée et que l'état de l'animal se détériore, une mise à mort sera alors réalisée.
Choix des espèces
L'ensemble de la littérature montre que les souris représentent des modèles robustes pour étudier différentes pathologies dont les TSA, cela est souligné et fortement soutenu par la fondation SFARI (Simons Foundation Autism Research Initiative) qui a pour but de mieux comperndre, diagnostiquer et traiter les TSA (www.sfari.org). Les outils génétiques utilisés chez la souris ont permis de générer les mêmes mutations génétiques retrouvées chez l'Homme mimant ainsi un certain nombre de symptômes et motivant la recherche de nouvelles cibles thérapeutiques. Par ailleurs, les souris sont des animaux très prolifiques avec des temps de génération courts et des portées de 6 à 8 souriceaux en moyenne, facilitant ainsi l'étude de cohortes de plusieurs animaux du même âge, même sexe et à différents âges (de la naissance à la vieillesse) en moins de 18 mois. Dans ce projet, les animaux seront utilisés à 3 stades de développement différents : 1) Stade juvénile (entre le 35ème (P35) et le 40ème jour post-natal (P40)) : Pour identifier des altérations du comportement à l'adolescence. 2) Stade adulte (3 à 4 mois) : Pour évaluer la progression des altérations comportementales présentes au stade juvénile et/ou l'apparition de nouvelles altérations comportementales chez l'adulte. 3) Stade de vieillissement (>18 mois) : Pour évaluer si les souris âgées présentent un « vieillisement précoce », autrement dit des altérations comportementales similaires à celles observées dans certaines maladies neurodégénératives (maladie d'Alzheimer). En effet, les patients atteints de certains syndromes avec des troubles autistiques développent une démence ou un déclin cognitif après 40 ans (syndrome de Down ou le syndrome de Prader-Willi).
Bases neuronales de l’adaptation comportementale en contexte social et non-social chez le macaque rhésus (EU 1/3)
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
8 macaques rhésus vont être utilisés, dans des procédures classées modérées, avec une réutilisation prévue ou un placement en retraite envisagé selon l'avis vétérinaire. Chaque animal subit deux chirurgies implantatoires, dont une craniotomie de six heures, puis des enregistrements d'électrophysiologie et une stimulation transcrânienne par ultrasons, tête fixée dans une chaise de contention. Le porteur mentionne un protocole de contrôle hydrique pouvant provoquer une sensation de soif et un risque de brûlure superficielle de la peau lié aux ultrasons. Il affirme que les primates non humains sont le "seul choix possible" de modèle, cette recherche fondamentale sur le cortex préfrontal étant présentée comme impossible chez l'humain.
Objectifs
L’adaptation comportementale repose sur plusieurs processus importants: établir la valeur des stimuli de l’environnement, des buts à atteindre et des actions en fonction de l’état interne du sujet, sélectionner un comportement et évaluer ses conséquences. La nécessité d’agir dans un contexte sociale implique la prise en compte d’information relative aux valeurs et intentions d’autres agents biologiques. Notre objectif vise à mieux comprendre les interactions au sein de larges réseaux neuronaux dans la régulation flexible de nos comportements. Ces réseaux sont centrés sur le cortex prefrontal, une region considérée comme une spécificité de l’organisation cérébrale des primates. Pour cela, il est indispensable 1) d’identifier les relations anatomo-fonctionnelles entre les régions du lobe frontal et temporal, 2) d’étudier l’implémentation des mécanismes de l’adaptation comportementale au niveau neuronal et 3) de comprendre le rôle causal de ces différentes structures sur le fonctionnement intégré de ces réseaux. Ceci nécessite une combinaison d’approches d’imagerie et d’électrophysiogie, dont certaines invasives. Les primates non humains sont le seul choix possible de modèle animal, sur la base de critères anatomiques et cognitifs, pour conduire le projet proposé. Ce projet sera réalisé dans 3 étab lissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Une caractéristique de notre survie dans le monde réel est notre capacité à faire preuve d'adaptation comportementale. Les primates en général et les humains en particulier sont très efficaces pour extraire rapidement les signaux informatifs de l'environnement social et non-social, et les intégrer aux conséquences de leurs actions, afin de maintenir ou de modifier si besoin leurs décisions. Ce projet est un projet de recherche fondamentale qui vise à comprendre les mécanismes par lesquels les différentes régions du cortex frontal et temporal interagissent et comment elles contribuent aux comportements adaptifs en contexte social et non social. Le principal bénéfice attendu sera donc l’amélioration des connaissances scientifiques qui découleront de la réalisation des expériences de ce projet. 1. Le projet nous permettra de mieux d’identifier les circuits neuronaux et les mécanismes physiologiques qui supportent l’expression de comportements adaptatifs. 2. Le projet nous permettra de comprendre comment les perturbations de ces interactions préfronto-temporales conduisent à des altérations des processus cognitifs supportant les comportements adaptatifs Des bénéfices secondaires pourraient inclure des hypothèses en recherche clinique dans le domaine de la neuropsychiatrie. 3. Le projet nous permettra de mieux comprendre le couplage neuro-vasculaire Des bénéfices secondaires pourraient inclure une meilleure utilisation translationnelle des données d’électrophysiologie obtenues chez le singe aux données de neuroimagerie obtenues chez l’humain.
Procédures
Les animaux seront soumis à 2 actes chirurgicaux pour permettre la stimulation transcranienne par ultrasons et la collecte des données d'électrophysiologie et d'imagerie chez l'animal vigile. Les chirurgies seront réalisées après entrainement aux tâches comportementales. Une première chirurgie implantatoire permettra de réaliser les procédures de stimulation transcranienne et d'imagerie par résonance magnétique. Ce type de chirurgie dure en moyenne 4h. La seconde chirurgie sera réalisée à l’issue de la collecte des données d’imagerie fonctionnelle dans ces mêmes tâches. Elle est nécessaire pour la réalisation des procédures d'électrophysiologie et d'imagerie par ultrason. Ce type de chirurgie implantatoire nécessite la réalisation d’une craniotomie et sont plus longues (durée moyenne = 6h). Toutes les actes seront réalisés dans l'EU1, sauf la collecte de données CT préalable aux chirurgies qui sera réalisée dans l'EU3, et les chirurgies qui seront réalisées dans l'EU2.
Impact sur les animaux
Au cours du projet, les animaux auront plusieurs anesthésies générales pour les deux neurochirurgies et au moins un examen en neuroimagerie. Les anesthésies sont réalisées pour les différentes formes d'imagerie cérébrale nécessaires au projet, et pour la chirurgie destinée à l'implantation d’une chambre d'enregistrement. L'anesthésie générale provoquera également en elle-même un inconfort au réveil. La chirurgie pourra susciter un inconfort post-opératoire temporaire, normalement maitrisé par l'administration d'analgésique et un suivi rapproché par les expérimentateurs et les zootechniciens. Les marges des implants constituent des zones d’infection potentielle qui seront maitrisés par une surveillance régulière des implants et par l’administration de soins appropriés. Les singes travailleront dans le cadre traditionnel d'un box expérimental. Ils seront assis, ou en position dite du sphinx dans une chaise à primate, la tête fixée par le plot implanté. Les animaux seront formés à cette procédure par renforcement positif, la procédure étant bien établie et plutôt bien tolérée, mais les animaux éprouveront un léger inconfort lors de l’apprentissage de la procédure. Les singes seront formés dans le cadre d'un protocole de contrôle hydrique. Ce protocole est progressivement mis en œuvre et, dans la grande majorité des cas, les animaux reçoivent leur dose normale de liquide. Cependant il est possible pendant l'adaptation au processus, une certaine sensation de soif puisse se manifester entre les sessions. La stimulation ultrasonore peut induire une sensation de gêne lors de son application. Les animaux seront formés à cette procédure par renforcement positif, la procédure étant bien établie et bien tolérée. La stimulation ultrasonore peut induire une brûlure superficielle de la peau. Une modélisation au préalable des variations thermiques engendrées par la stimulation préviendra de cet effet négatif potentiel.
Devenir
La potentielle réutilisation des animaux en fin de protocole sera prise en accord avec la vétérinaire. Si les animaux ne peuvent pas être utilisés, un placement en retraite sera considéré.
Remplacement
Nous proposons d'étudier le fonctionnement des réseaux neuronaux impliqués dans l’adaptation comportementale. Ces réseaux sont centrés sur le cortex prefrontal, une région cérébrale considérée comme une spécificité de l’organisation cérébrale des primates. Sur la base de critères anatomiques et cognitifs, les primates non humains sont le seul choix possible de modèle animal pour conduire le projet proposé. Il n'existe pas d’alternative qui permette d'obtenir des informations similaires à partir d'expériences n'impliquant pas d'animaux, ou des modèles animaux non-primates.
Réduction
Contrairement à la neuroimagerie chez l’humain qui nécessite un grand nombre de sujet (n>20), les protocoles chez le primate non-humain bénéfient de la possibilité de répéter les sessions chez un même sujet. Chez le singe, 3 est également le nombre minimal d'animaux par étude sur lequel la communauté scientifique s'accorde. Dans le cadre du présent projet, il est important de prendre en compte le facteur social : dominants vs dominés. Nous travaillerons donc sur 2 groupes de 3 sujets. Cependant il arrive parfois que des animaux s’accommodent mal au travail en chaise de contention, ou ne tolèrent pas les implants. Nous envisageons le besoin de 8 animaux mais nous nous arrêterons à 6 si tous les animaux coopèrent, apprennent les tâches comportementales et tolèrent les implants.
Raffinement
Chaque animal reçoit un long pré-entrainement par renforcement positif pour l'habituer à la vie au laboratoire (nettoyage des volières, pesées régulières, etc.). Des protocoles d’enrichissement de l’environnement sont développés pour stimuler l’animal et lui permettre d’exprimer au mieux son répertoire comportemental en dehors des phases de collecte de données. L’utilisation de station de travail mobile permettra de réaliser certaines phases du conditionnement dans les volières des animaux. Un raffinement continu est également pratiqué pour développer des implants moins invasifs et moins sensibles aux infections. L’optimisation des techniques d’enregistrements électrophysiogiques permettra de réduire la phase de collecte des données. Tout sera mis en œuvre pour limiter la douleur, la souffrance et l’angoisse de l’animal grâce aux différentes mesures mises en place dans l’animalerie (hébergement en groupe social, enrichissement, etc.) et un suivi médical régulier de l’animal (perte de poids, alopécie), et des implants sera mis en œuvre (signes d’infections). Un suivi medical plus spécifique sera également mis en oeuvre post intervention chirugical.
Choix des espèces
Nous proposons d'étudier le fonctionnement des réseaux neuronaux impliqués dans l’adaptation comportementale. Ces réseaux sont centrés sur le cortex préfrontal. Cette région est considérée comme une specificité de l’organisation cérébrale des primates. Les expériences présentees sont invasives. La combinaison des approches proposées permettront l’obtention d’informations fondamentales impossible à obtenir avec d'autres techniques, et impossible à réaliser chez l’humain. Notre recherche porte sur des animaux post-puberté (>4ans)
Mise au point d’un environnement de phénotypage intégré et étude du profil comportemental des souris au sein d’un groupe
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
416 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, 288 réutilisées ensuite pour des mises au point et 128, génétiquement modifiées, tuées pour prélèvement. Elles reçoivent sous anesthésie gazeuse une puce d'identification sous-cutanée, et les souris d'une lignée trisomique subissent en plus une biopsie d'oreille pour génotypage. Le projet vise à mettre au point une cage où les souris réalisent des tests d'apprentissage, de mémoire et de motivation sociale sans manipulation, présentée par le porteur comme un "raffinement". Il affirme que la compréhension des maladies génétiques associées aux retards mentaux "requiert l'étude d'un organisme vivant dans son intégrité".
Objectifs
Ce projet vise en premier lieu à mettre au point un environnement enrichi pour l'étude du comportement des souris. Cet environnement permet de suivre les animaux en continu pendant de longues périodes (plusieurs jours) grâce à un système de suivi individuel. Les animaux sont en groupe dans cet environnement qui est constitué d’un environnement de vie et de modules de tests. Les modules de test sont accessibles grâce à une porte qui ne laisse passer qu'un seul animal à la fois, l'identifiant lors de son passage. Dans un premier temps, nous souhaitons développer deux tests individuels: un test d’apprentissage et de mémoire et un test de motivation sociale. Nous relierons les scores mesurés dans les tests individuels avec les comportements mesurés dans la partie sociale de la cage (exploration, interactions sociales). L'autre intérêt de cette approche est la non manipulation des animaux tout au long de l'expérience: les animaux sont moins stressés et leur rythme circadien est respecté. En effet, les tests se font de manière volontaire lorsque les animaux veulent les réaliser. In fine, ce projet a pour but de privilégier des études comportementales dans un environnement plus éthologique. Il s'inscrit dans une démarche de raffinement. Une fois l’environnement mis au point et testé, nous réaliserons une étude afin de comprendre l’influence de la taille du groupe sur les profils comportementaux de chaque individu du groupe. Pour cela, nous réaliserons des expériences en modifiant la taille du groupe des animaux (4, 6 et 8 animaux dans l’environnement). Cette étude permettra de mieux comprendre les dynamiques de groupe et leurs effets sur la construction des profils comportementaux. Nous validerons cette approche sur un modèle murin présentant une déficience intellectuelle.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mettre en place un environnement de caractérisation comportementale de souris modèles de maladies neuropsychiatriques. Cet environnement enrichi permettra d’évaluer les capacités sociales et cognitives des animaux sans intervention de l’expérimentateur dans un contexte social plus éthologique. Cela réduira le stress des animaux et donc les données obtenues seront plus robustes. Nous validerons les conditions optimales de cet environnement identifiées au cours du projet dans un modèle animal de trisomie. Cette caractérisation permettra de vérifier que les défauts cognitifs identifiés en conditions de test standard dans des études précédentes restent visibles dans notre nouvel environnement. Cette étude constitue donc aussi une base pour des investigations ultérieures concernant la recherche de voies d’amélioration pour les patients. Ces conditions pourront ensuite être généralisées à des modèles d’autres maladies neuropsychiatriques.
Procédures
Les animaux subissent uniquement l'insertion en sous-cutanée d'une puce d'identification par radio-fréquence à l'âge de 6 semaines. Les animaux de la lignée Dp16(1)Yey seront génotypés au sevrage par biopsie d’oreille. Le prélèvement nécessite une contention de 15 secondes.
Impact sur les animaux
Les animaux nouvellement inclus dans le projet subiront l’insertion sous-cutanée de la puce RFID (opération de 2 minutes par animal, sous anesthésie gazeuse). Une légère douleur très ponctuelle lors de cette injection sera contrôlée par l’utilisation d’un analgésique local (la lidocaïne). Les animaux de la lignée Dp16(1)Yey seront génotypés au sevrage par biopsie d’oreille. Le prélèvement nécessite une contention de 15 secondes.
Devenir
288 animaux de type sauvage seront réutilisés pour s les mises au point de tests comportementaux non invasifs. Ils n’auront pas subi de stress significatif. Les 128 animaux de la procédure 2 seront mis à mort, étant génétiquement modifiés, ils ne pourront pas être réutilisés.
Remplacement
La compréhension des mécanismes de maladies génétiques associées à des retards mentaux requiert l’étude d’un organisme vivant dans son intégrité. L’utilisation d’animaux est donc nécessaire notamment pour évaluer les processus cognitifs et moteurs. La souris est une espèce suffisamment proche de l’Homme, physiologiquement et génétiquement, chez laquelle nous pouvons modéliser des pathologies humaines.
Réduction
Les effectifs nécessaires ont été calculés par rapport aux études précédentes afin d’obtenir des résultats robustes. Les échantillons proposés permettront de vérifier si le test de mise au point donne les résultats attendus.
Raffinement
L'étude elle-même s'incrit dans une logique de raffinement : les animaux restent en groupe et font des tests comportementaux individuels de manière volontaire. L'expérimentateur n'interviendra pas dans l'environnement, sauf en cas de problème, ou pour recharger en eau ou en nourriture. Le stress lié à la manipulation est donc réduit au maximum. Un des buts de ce projet est de proposer une alternative plus éthologique pour l’étude du comportement animal. Par ailleurs, une telle approche permettra de collecter des données en continu sur chaque animal, ce qui nous permettra de fournir une caractérisation la plus exhaustive possible des traits comportementaux. La pose de puce RFID se fait sous anesthésie gazeuse et analgésie locale (opération de 2 minutes par animal). Une surveillance de la cicatrisation est réalisée et, si un suintement est observé, un antispetique local (dermidine) et/ou pommade cicatrisante (vétramil) est/seront appliqué(s). L’apparence des animaux (état du pelage qui doit rester brillant et propre, perte de poids visible par saillie des hanches) sera surveillée quotidiennement, sans interférer avec l’expérience qui se déroule en autonomie..
Choix des espèces
La souris est l'espèce de choix pour générer des modèles de maladies humaines. Son anatomie, sa physiologie et sa génétique sont bien connues. De plus, les méthodes pour la manipulation génétique de ces animaux sont les plus développées. Comme le laboratoire utilise ces modèles, nous mettons au point les tests comportementaux pour les explorer. Les animaux seront utilisés à l'âge adulte, à partir de 7 semaines. Nous avons choisi ce stade car le cerveau y est totalement mature. Nous n'étudions pas dans ce projet le développement du cerveau mais l'influence du groupe sur le fonctionnement de celui-ci une fois mature, c'est à dire à l'âge adulte.