Éthologie / comportement / biologie animale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Evaluation de la migration piscicole dans un cours d’eau restauré par des ouvrages type castor
- Conservation des espèces
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Autres poissons : 300
Capturés par pêche électrique, anesthésiés trois à cinq minutes, mesurés et pesés, 900 poissons subissent une incision ventrale de 3 à 5 mm pour l'implantation manuelle d'une puce électronique dans la cavité abdominale. Truites, blageons, chabots et vairons sont maintenus hors de l'eau entre trente secondes et une minute pendant l'opération, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La moitié des individus pêchés en amont des ouvrages en bois sont transportés en aval avant d'être marqués, pour retenir ceux qui seront enclins à remonter. Le porteur signale que certains poissons perdent leur puce dans les semaines suivantes et que des femelles peuvent l'expulser lors de la reproduction. Tous sont replacés dans la rivière après réveil en vivier, aucun n'est tué.
Objectifs
Dans de nombreux cours d’eau dégradés, la mise en place d’ouvrages en bois, dits castor mimétiques, constitue une nouvelle opportunité de restaurer leur fonctionnalité écologique par des moyens peu coûteux et bas carbone. La présence de ces ouvrages modifie les conditions locales d’écoulement et pose ainsi des questions sur la capacité des poissons à maintenir leurs migrations naturelles et accéder à leurs habitats de reproduction ou de croissance. Dans ce contexte, l’objectif de ce projet est d’évaluer la franchissabilité de ces ouvrages castors en suivant précisément le passage des poissons au travers de ces aménagements, pour plusieurs espèces distinctes, différentes classes d’âge et différentes conditions de débit. Pour cela, un panel de poissons représentatif des peuplements du cours d’eau est capturé par des techniques adaptées (pêche électrique). Sous anesthésie générale, chaque individu est mesuré, pesé, examiné, puis équipé d’une puce électronique (PIT‑tag) de taille adaptée, implantée dans la cavité abdominale selon un protocole chirurgical respectant les exigences de bien‑être animal. Les poissons sont ensuite remis à l’eau sous surveillance jusqu’à leur réveil complet, puis relâchés à proximité des ouvrages. Les poissons ainsi marqués peuvent être détectés lorsqu’ils franchissent les ouvrages castors, grâce à des antennes de détection disposées stratégiquement dans le lit du cours d’eau. L’enregistrement de ces passages permet de vérifier si les ouvrages castors restent perméables aux déplacements piscicoles, d’identifier les trajectoires privilégiées et, le cas échéant, de repérer des situations de blocage ou de retard qui pourraient justifier des ajustements de gestion.
Bénéfices attendus
Le projet permettra de vérifier les conditions de franchissabilité des ouvrages castors par les peuplements piscicoles en présence. Il est indispensable de réaliser ce type de suivi biologique en milieu naturel pour vérifier s’il est nécessaire de réaliser des modifications de conception de ces ouvrages castors pour que les poissons puissent librement circuler.
Procédures
Après anesthésie générale pendant 3 à 5 minutes, les animaux seront mesurés puis pesés, puis une incision ventrale de 3 à 5 mm sera réalisée et une puce électronique sera implantée manuellement sur 900 poissons. Ces interventions nécessiteront de maintenir les poissons entre 30 secondes et une minute hors d’eau.
Impact sur les animaux
La capture, la stabulation et le marquage sont autant d’étapes nécessaires à l’étude et susceptibles d’induire un stress modéré sur les animaux. Il existe également un risque de douleur légère post-anesthésie suite à l’incision.
Devenir
Tous les individus seront replacés dans leur habitat naturel
Remplacement
Le modèle biologique ne peut être remplacé pour cette étude comportementale qui implique de travailler nécessairement sur des individus vivants dans leur milieu naturel. L'évaluation du franchissement d’un aménagement (ici un ouvrage bois castor mimétique) doit obligatoirement être réalisée in situ en étudiant le comportement migratoire des espèces considérées.
Réduction
L’effectif prévu est un minimum (règle des 3 R : réduction) pour pouvoir décrire les comportements des poissons par espèce et par stade, et évaluer la franchissabilité des ouvrages castors. Il est adapté au gabarit du milieu (rivière de tête de bassin versant) et à la diversité spécifique et la densité de population. L’effectif tient compte de plusieurs facteurs, pour garantir un certain nombre de détections : - L’implantation des puces ne génère en principe pas ou très peu de mortalité post-opératoire en respectant les préconisations de tailles minimales. Toutefois, certains individus peuvent perdre leur puce dans les semaines suivant l'implantation. - Certaines femelles peuvent également expulser la puce lors de la reproduction. Tous les individus d'une même espèce ne vont pas forcément migrer. Les individus pêchés en amont des ouvrages castors (50%), seront transportés en aval, où ils seront pucés puis relâchés, de manière à privilégier l'étude sur des individus enclins à migrer et in fine réduire le nombre d'individus marqués. Il n'est pas prévu d'analyses statistiques dans le cadre de cette étude comportementale menée en milieu naturel, en-dehors des statistiques descriptives (taux de franchissement, voies de passage, durée moyenne de franchissement).
Raffinement
Le raffinement des procédures sera pris en compte de la capture des animaux jusqu’au relâcher dans leur milieu naturel. Le maintien des conditions thermiques et d’oxygénation optimales sera assuré. Les animaux capturés seront stockés dans des viviers placés directement dans la rivière. Ainsi, la teneur en oxygène et la température seront constantes. La solution d'anesthésie sera renouvelée toutes les 30 minutes, pour éviter que la température du bain n’augmente et soit toujours suffisamment fraiche pour éviter le stress des poissons et l’altération de l’efficacité de l’anesthésiant. En outre, l’accent sera mis sur la rapidité d’exécution des mesures biométriques et du marquage pour réduire le temps d’anesthésie, sachant que les poissons seront maintenus hors d’eau pendant toute la durée de la prise des mesures biométriques et marquages. La taille des puces sera adaptée à la taille de l’animal. Un chiffon humide sera placé au niveau de la tête de l’animal et la règle de biométrie sera humidifiée en permanence pour éviter d’ôter le mucus. Seuls les individus jugés visuellement en bonne santé seront marqués, les autres seront relâchés sans marquage, après stabulation. Aucun antibiotique ne sera utilisé, par contre une pommade iodée antiseptique sera appliquée au niveau de l’incision. Le réveil sera contrôlé dans un vivier placé dans la rivière. L’application de points limites stricts et spécifiques du projet limitera les risques de douleur tout au long de la procédure.
Choix des espèces
4 espèces de poissons sont ciblées et sont caractéristiques de la rivière et du territoire concerné : truite, blageon, chabot, vairon. 1 stade de développement est retenu : subadultes-adultes.
Etude de la plasticité cérébrale (neurogenèse adulte) après l’accouplement chez le poisson-zèbre
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Une injection unique sous anesthésie, de quelques dizaines de secondes, constitue toute la procédure déclarée pour 285 poissons zèbres, dans des expériences classées à un niveau de souffrance léger. Tous sont tués à l'issue pour prélever leur cerveau. L'objet est de vérifier si la parade nuptiale ou la présence de l'autre sexe stimule la production de nouveaux neurones, en comparant des groupes de mâles et de femelles avec ou sans interaction reproductive. Le résumé ne dit ni ce que contient l'injection, ni comment l'effectif de 285 a été calculé, la réduction renvoyant à des lignées transgéniques et à une "bonne puissance statistique" sans avancer un chiffre.
Objectifs
Le cerveau adulte des vertébrés est hautement plastique et s’adapte en permanence aux expériences de vie telles que l’exercice, la nutrition, et le stress. En plus des changements dans les connexions entre neurones déjà présents, il peut aussi produire de nouveaux neurones : c’est la neurogenèse adulte. Chez la souris, par exemple, la grossesse entraîne la production de nouveaux neurones qui s’intègrent dans des régions du cerveau impliquées dans l’odorat. Pour devenir fonctionnels, ces neurones doivent migrer vers les bonnes zones et établir des connexions avec les réseaux existants, un processus auquel participent d’autres cellules du cerveau. Une question encore peu étudiée est de savoir si les caractéristiques du trajet de migration de ces nouveaux neurones influencent leur durée de vie. Pour y répondre, nous comparons deux espèces : la souris, chez laquelle cette neurogenèse est transitoire après la reproduction, et le poisson zèbre, chez lequel elle pourrait être continue. Nous faisons l’hypothèse que, chez le poisson zèbre, des situations liées à la reproduction, comme la parade nuptiale ou la présence du sexe opposé, peuvent stimuler la production de nouveaux neurones. Pour tester cette hypothèse, nous analysons différents groupes de poissons (mâles et femelles, avec ou sans interaction reproductive) afin d’étudier les changements dans deux régions cérébrales impliquées dans l’odorat et le comportement.
Bénéfices attendus
La recherche proposée permettra d'acquérir des connaissances fondamentales sur la plasticité du cerveau adulte.Le bénéfice principal de ce projet est de comprendre si de nouveaux neurones sont formés à la suite d’un accouplement chez le poisson-zèbre, une espèce chez laquelle aucun comportement parental n’a été décrit, contrairement à la souris. A plus long terme, une meilleure compréhension des mécanismes et des conditions favorables à la neurogenèse adulte pourrait ouvrir la voie à de nouvelles stratégies visant à exploiter le potentiel des cellules souches neurales pour la régénération cérébrale et, par conséquent, contribuer au traitement des maladies neurodégénératives.
Procédures
Dans ce projet, les poissons adultes recevront une injection unique sous anesthésie au début de la procédure. La durée de l'injection est de quelques dizaines de secondes.
Impact sur les animaux
Les injections induisent une douleur temporaire au point de l’injection, et se feront sous anesthésie. Les injections sont susceptibles d'induire un inflammation ou des lésions, avec une fréquence très rare.
Devenir
A l'issue des procèdures, les animaux seront mis à mort pour prélever le cerveau.
Remplacement
Il est actuellement impossible de reproduire in vitro le milieu hormonal/environnemental/comportemental accompagnant l’expérience physiologique de la reproduction chez le poisson. De plus, l’objectif de cette étude étant de comprendre les mécanismes de plasticité cérébrale liée à la reproduction, elle ne peut pas être réalisée autrement que sur des animaux vivants, car on ne dispose pas actuellement de modèle in vitro reproduisant la complexité du fonctionnement du cerveau.
Réduction
Le nombre d’animaux a été déterminé en fonction des lignées transgéniques utilisées, en accord avec l’objectif de chaque procédure. Le nombre de poissons par groupe a été déterminé en fonction : - du nombre nécessaire pour assurer une bonne puissance statistique des résultats - de la variabilité biologique intrinsèque à l’espèce et aux techniques d’analyses utilisées
Raffinement
Les aquariums seront munis d’un fond de couleur foncée pour réduire le stress. Avant chaque injection, les poissons seront pesés pour adapter précisément le volume injecté à leur poids corporel. La contention sera limitée au strict nécessaire et une anesthésie appropriée sera utilisée afin de minimiser la douleur et le stress liés à la manipulation. Les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne, renforcée pendant plusieurs heures après les injections : état corporel et prise alimentaire, apparence externe, signes cliniques (notamment respiratoires), locomotion et comportement. Toute source de stress (densité, bruit, température, alimentation) sera étroitement contrôlée. Si les points limites sont atteints, une mise à mort sera réalisée.
Choix des espèces
Le poisson zèbre est un très bon modèle pour étudier la neurogenèse adulte. La neurogenèse chez les poissons est répandue et se poursuit tout au long de la vie, coordonnant la croissance du système sensoriel avec l'ajout continu de neurones dans le cerveau. L’intérêt de l’étude est d’analyser le cerveau de poissons après accouplement. Les femelles et mâles de l’étude seront donc utilisés à l’âge adulte, après la maturité sexuelle (estimée de 3 à 4 mois après la naissance).
Mécanismes cérébraux des actions volontaires
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Comprendre quels neurones du cortex relient une action à un but conduit à opérer 1 876 souris du cerveau, sous anesthésie générale, pendant soixante à quatre-vingt-dix minutes. Toutes sont tuées à l'issue pour l'analyse histologique des neurones marqués, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Après une à trois semaines de récupération, chacune passe jusqu'à dix séances de trente minutes où elle doit introduire le museau dans un orifice pour obtenir une récompense sucrée, sous restriction alimentaire destinée à entretenir son appétit. Le porteur qualifie ce geste d'"action non stressante" et annonce par ailleurs une perte de poids sur toute la durée du protocole, des douleurs post-opératoires et un isolement de trois semaines qui "peut être une source de stress".
Objectifs
Pour répondre à un besoin essentiel comme la faim ou la soif, un individu doit être capable d’identifier un objectif et de choisir les actions qui permettent de l’atteindre. Par exemple, lorsque l’on ressent la faim, on compare plusieurs possibilités (manger les restes disponibles ou commander un repas) ainsi que les actions nécessaires pour y accéder (aller au réfrigérateur, passer la commande sur son téléphone). Le but de cette étude est d’étudier les mécanismes cérébraux qui déclenchent une action orientée vers un but, pour mieux comprendre les troubles où ces comportements sont altérés, comme certaines formes d’impulsivité (addictions, trouble du déficit de l’attention) ou la baisse de motivation (dépression, bipolarité). Des travaux ont montré qu’une partie du cortex joue un rôle clé pour relier une action à un but, mais les mécanismes précis restent à identifier. Notre objectif est de déterminer quels groupes de neurones du cortex réalisent ces associations, quelles sont leurs caractéristiques moléculaires (pour développer de futurs traitements) et quel est leur mode d’activité électrique (pour servir de marqueur signant les dysfonctions). Pour cela, nous utiliserons des souris comme modèle animal. Les souris réaliseront une action non stressante : un nose-poke (introduire brièvement leur museau dans un petit orifice du mur), afin d’obtenir une récompense sucrée. Ce modèle permet de combiner l’étude de comportements dirigés vers un but avec l’utilisation d’outils génétiques permettant de marquer, enregistrer et manipuler précisément certains neurones, ce qui n’est pas possible chez d’autres espèces.
Bénéfices attendus
Ce projet de recherche apportera des connaissances essentielles sur la manière dont le cerveau génère un comportement volontaire, un mécanisme fondamental au cœur de nombreuses actions du quotidien. À court terme, il nous permettra de caractériser précisément les neurones activés lorsqu’un animal réalise une action orientée vers un objectif. Cette compréhension des circuits cérébraux impliqués sera rapidement accessible grâce aux premières publications issues du projet. Sur le plan clinique, les retombées concernent directement la santé mentale. Dans plusieurs troubles psychiatriques, tels que le trouble de déficit de l'attention et hyperactivité (TDAH), la dépression, l’addiction ou les troubles impulsifs, la prise de décision orientée vers un but est altérée : elle peut être mal dirigée, insuffisamment contrôlée ou désorganisée dans le temps. Ces difficultés peuvent aller à l’encontre des besoins exprimés par les personnes concernées. Comprendre en détail comment le cerveau structure une décision volontaire est donc primordial pour mieux expliquer l’origine de ces troubles, mais aussi pour identifier les mécanismes qui pourraient constituer de nouvelles cibles thérapeutiques. À plus long terme, ce projet offrira des bases solides pour développer des stratégies cliniques pour renforcer l’autonomie et la qualité de vie des personnes touchées par ces pathologies.
Procédures
Chaque animal sera soumis à une neurochirurgie réalisée sous anesthésie générale avec analgésie durant environ 60 à 90 minutes, qui sera suivie d’une période de récupération de 1 à 3 semaines. Après récupération, les animaux participeront à un maximum de dix sessions d’apprentissage à l’obtention de récompense, chacune d’une durée de 30 minutes. Après récupération, les animaux participeront à un maximum de dix sessions de conditionnement opérant (30 minutes chacune), où ils devront effectuer un nose poke pour obtenir une récompense sucrée. L’ensemble de ces procédures sera réalisé sous faible restriction alimentaire pour motiver l’appétit face aux récompenses. Dans la première procédure, chaque session d’apprentissage sera précédées d’une injection unique. Ces tests seront effectués par paires, avec une injection dans le ventre (peu douloureuse) administrée 20 minutes avant chaque session. Chaque injection dure environ 1 minute, et l’effet de la pharmacologie sur les neurones s’étend sur plusieurs heures. La durée totale du protocole pour chaque animal est estimée à environ un mois et demi, incluant la chirurgie, la récupération, les sessions comportementales et les injections. Aucun prélèvement n’est prévu sur les animaux vigiles.
Impact sur les animaux
La restriction alimentaire mise en place entrainera une perte maîtrisée de poids sur les animaux sur la durée complète des procédures. Les chirurgies peuvent entraîner des douleurs, potentielles inflammation du site de chirurgie et un inconfort post-opératoire durant 1 à 3 jours. La consommation d’antibiotique peut entraîner des inconforts intestinaux. L’isolement des souris durant 3 semaines peut être une source de stress
Devenir
Les animaux sont tous mis à mort après les procédures pour effectuer des analyses histologiques sur l’identité cellulaire des neurones étiquetés
Remplacement
Nous cherchons à comprendre comment le cerveau prend des décisions en fonction de la valeur des options (par exemple choisir ce qui est le plus avantageux). Pour cela, nous étudions l’activité des neurones pendant que le sujet réalise une tâche. La prise de décision fait intervenir de nombreuses régions du cerveau qui communiquent entre elles, mais aussi avec le reste du corps (comme le foie, les muscles ou le tissu adipeux). C’est pourquoi les méthodes réalisées uniquement sur des cellules ou des tissus isolés, ne permettent pas encore de reproduire toute la complexité d’un organisme vivant et de son interaction avec l’environnement.
Réduction
Les effectifs ont été ramenés au minimum permettant toutefois d’avoir un effet statistique significatif. Nous avons utilisé un outil informatique pour calculer le nombre d'animaux nécessaire en utilisant les données préliminaires. Pour la manipulation des ensembles neuronaux au cours de la tâche, chaque souris sera testée dans deux conditions distinctes. Cela permettra que chaque animal puisse générer son résultat et son propre contrôle, ce qui permet de diviser par deux le nombre d’animaux nécessaires. Enfin, à l’issue de chaque procédure, les animaux mobilisés sur les expériences seront prélevés post mortem afin d’éviter de mobiliser un troisième groupe d’animaux dédié à l’étude de l’architecture neuronale.
Raffinement
Dans le cadre des procédures impliquant de la neurochirurgie, la santé des animaux sera surveillée en continu tout au long de l’intervention, notamment par le contrôle des paramètres physiologiques. Une habituation préalable des animaux sera faite afin de limiter leur stress. Le déroulement des chirurgies sera accompagné de mesures de confort et d’une analgésie adaptée tout au long de la procédure. Un suivi post-opératoire poussé, avec une grille d’observation, permettra la mise en place de soins adaptés.
Choix des espèces
D’un point de vue technique, la souris représente un modèle de choix pour notre projet par la possibilité d’étudier des individus génétiquement modifiés. Elle est une espèce de prédilection pour la création d’animaux transgéniques, d’autant que son cycle de reproduction court permet d’avoir un nombre suffisant d’animaux rapidement. De plus, la physiologie générale est suffisamment proche de celle de l’être humain pour que les informations obtenues soient pertinentes sur un plan médical. Notamment sur le système de décision qui est relativement bien conservé par rapport à celui de l’Humain, anatomiquement et fonctionnellement. Ce qui n’est pas le cas chez les invertébrés, poissons et oiseaux, pour lesquels l’organisation anatomique du circuit de décision est trop différente pour que ces espèces puissent être utilisées pour comprendre les mécanismes neuronaux. De plus, ces comportements de prise de décision (motivation alimentaire, apprentissage d’action et mémoire) sont depuis longtemps étudiés chez la souris, qui représente donc une espèce adéquate pour comparer avec de précédentes études. Toutes les souris arriveront dans notre animalerie expérimentale à l’âge de 11 semaines, et les procédures expérimentales débuteront après 1 semaine d’habituation. Il est admis qu’à 12 semaines, la croissance des os est achevée, ce qui facilite les procédures impliquant une chirurgie stéréotaxique (car les points de repère anatomiques se situent sur le crâne). Les souris ne seront plus utilisées au-delà de 11 mois.
Validation d’une méthode d’implantation sous-cutanée de marque acoustique sur des tortues marines en captivité temporaire
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
4 tortues marines accueillies en centre de soins subissent une capture dans leur bassin, une contention hors de l'eau d'environ quinze minutes et une incision d'un centimètre du derme pour y glisser une marque acoustique. Deux de ces reptiles sont opérés sous une anesthésie générale déjà programmée pour retirer un hameçon ingéré, les deux autres sous anesthésie locale, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes retournent ensuite dans leur bassin de convalescence, en attente d'une remise en liberté, la marque restant sous leur peau puisque son retrait n'est pas prévu. Le porteur qualifie cette validation de "prérequis scientifique indispensable" avant le marquage en milieu naturel, et présente les tortues marines comme une "clef de voute" de la préservation de la biodiversité.
Objectifs
Les écosystèmes marins subissent une pression croissante liée aux impacts des activités humaines, entrainant un déclin des espèces, ainsi qu’une dégradation de la santé des écosystèmes et des services essentiels aux sociétés rendus par les océans. Dans ce contexte, les aires marines protégées jouent un rôle clé dans la conservation des ressources, et il nécessaire de mieux comprendre, à différentes échelles, le fonctionnement de leur biodiversité et leur connectivité. Un large projet vise à étudier des modèles biologiques présentant des capacités de déplacements à grande échelle en milieu naturel, telles que les tortues marines, afin mieux caractériser: (1) l’utilisation des habitats à des échelles locale et régionale grâce à la télémétrie acoustique, en s’appuyant sur un réseau de plus de 400 hydrophones déployés dans leurs habitats; (2) la structure et la stabilité des populations locales ainsi que leurs connexions avec d’autres populations via la génétique; (3) l’état de santé de certaines populations, évalué par comparaison avec des données régionales. Avant le marquage des tortues marines en milieu naturel, le présent projet vise à valider une méthode d’implantation sous-cutanée de marque acoustique décrite dans la littérature sur des individus en captivité. Cette approche s’appuie sur des travaux menés sur d’autres vertébrés (poissons, requins, mammifères marins) et sur des travaux vétérinaires de chirurgie pré-fémorale chez les tortues marines. Contrairement à la fixation sur la carapace, dont la durée est limitée en raison des frottements sur les rochers ou le récif (
Bénéfices attendus
Le bénéfice du projet est de maitriser la technique d’implantation sous-cutanée sur des individus en captivité afin qu’elle soit la moins invasive et traumatisante pour l’individu (rapidité d’intervention, zone d’implantation simple d’accès, contention adaptée des spécimens) en vue de la répliquer ultérieurement sur le terrain, en milieu naturel. Le bénéfice d’un tel projet est également de fournir un recul scientifique et technique indispensable sur la tolérance de l’implant par l’individu ainsi que le processus et la durée de cicatrisation.
Procédures
L'ensemble des animaux (N=4) seront soumis à une phase de capture dans un bassin de soins, puis à une contention et manipulation hors de l’eau. 2 individus seront soumis à une anesthésie générale (mutualisée avec une opération programmée afin de traiter la cause d’arrivée d’origine), puis 2 autres individus à une anesthésie locale, en fonction de leur état clinique et des soins nécessaires liés réhabilitation en centre de soins. Ces anesthésies seront réalisées dans le but d’implanter une marque acoustique en sous-cutané, ce qui impliquera une incision du derme (~1cm) avant insertion de la marque dans la cavité. L'ensemble de la procédure dure environ 15min avant la remise à l’eau des animaux en bassin le temps de sa convalescence. Ils seront ensuite auscultés régulièrement pour le suivi de la cicatrisation.
Impact sur les animaux
Les animaux concernés sont des animaux qui seront déjà accueillis en centre de soins. Le responsable du centre du soins, en concertation avec les vétérinaires associés au projet, sélectionnera les individus utilisés pour réaliser les implantations : - En phase 1 : sur deux individus dont l’anesthésie générale sera déjà planifiée pour traiter leur motif de prise en charge : chirurgie pour retrait d’hameçon ingéré par incision des tissus de la gorge. L’acte sera réalisé par un vétérinaire. L’intervention d’implantation de la marque occasionnera une nuisance supplémentaire à l’acte vétérinaire initial en générant une seconde zone d’incision et de cicatrisation à traiter et surveiller. - En phase 2 : sur les deux autres individus qui devront présenter un état clinique stable et compatible avec la manipulation, en respect avec les protocoles de suivi du centre de soins. Les animaux seront capturés dans leur bassin de réhabilitation. Cette capture et la contention lors de l’intervention hors de l'eau (~15min) généreront sans aucun doute un stress chez l’animal qui sera pris en compte au cours de la manipulation (mise en place de mesures et points limites). L’acte sera réalisé sous la supervision d’un vétérinaire. Une attention particulière sera portée quotidiennement aux comportements des individus manipulés : mobilité, appétit. D'après la littérature, il n'est pas attendu de perte de poids, de mobilité réduite ou de comportement anormal. Le retrait de la marque acoustique de l’animal n’est pas prévu. Les modèles de marques utilisées sont conçus spécifiquement pour les animaux marins. La taille et le poids des instruments sont adaptés à ceux des animaux équipés. Les seuls effets indésirables connus chez les tortues marines sont des complications de cicatrisation (ex : infection, inflammation). L’évolution de la cicatrisation sera surveillée une fois par semaine.
Devenir
L’ensemble des individus utilisés (soit N=4) dans le cadre de ce projet seront replacés dans leur bassin de réhabilitation initial afin de poursuivre leur convalescence dans l’attente de leur remise en liberté dans leur milieu naturel.
Remplacement
L'intérêt du projet étant de reproduire l’implantation d’une marque acoustique chez des tortues marines, il n’est pas possible de remplacer les spécimens par d’autres supports expérimentaux.
Réduction
Le nombre d’individus utilisés pour ce projet est défini en fonction de la disponibilité de spécimens présentant les caractéristiques favorables en centre de soins. L’objectif étant la maitrise de la méthode d’implantation, il n’est pas nécessaire de répliquer davantage l’opération.
Raffinement
Aucun raffinement complémentaire n’est prévu pour les N=2 individus sous anesthésie générale outre ceux déjà mis en place par les vétérinaires pour l’opération liée à la cause de prise en charge d’origine. Pour les N=2 autres tortues du centre de soins qui ne seront pas manipulés sous anesthésie générale, une anesthésie locale sera réalisée au niveau de la zone d’implantation. Leur capture, leur manipulation et leur contention suivront les procédures habituelles du centre de soins. La capture pour l’implantation et le contrôle de cicatrisation seront planifiés lors des soins hebdomadaires prodigués par les soigneurs. D’une manière générale, les tortues marines restent calmes pendant la détention dès lors que leur tête (yeux) et carapace sont recouvertes d’un linge humide. Chaque individu manipulé sera surveillé attentivement durant toute l’opération, de sa capture à son relâcher dans son bassin d’origine, puis pendant les jours suivant l’opération, jusqu’à cicatrisation complète. Des points limites seront définis afin de stopper les procédures, notamment l'agitation continue pendant la manipulation de l'animal. En cas de forte agitation ne permettant aucune manipulation de l’individu sans risque de dommage, l’animal sera remis dans son bassin d’origine sans intervention.
Choix des espèces
Les tortues marines sont des espèces protégées à caractère emblématique, véritable « clef de voute » de la préservation de la biodiversité. Elles représentent un enjeu majeur en termes de conservation et pour la région sud-ouest océan Indien. L’implantation sous-cutanée d’une marque acoustique permettant d’accroitre de manière significative la durée de transmission des marques (de 6 mois à 3 - 10 ans), et ainsi la durée de suivi des déplacements des individus, sera une avancée majeure pour améliorer les connaissances de ces espèces menacées. Tortues marines de 3 espèces potentielles (tortue verte (Chelonia mydas), tortue imbriquée (Eretmochelys imbricata) et tortue caouanne (Caretta caretta)). Individus immatures de 10 à 60Kg. Ne connaissant pas encore les spécimens qui seront accueillis au centre de soins sur la période du projet, il n’est pas possible de décider arbitrairement des espèces et stades exacts de développement.
Programme de Capture-Marquage-Recapture et suivi par télémétrie RFID et acoustique des déplacements de l’anguille européenne
- Conservation des espèces
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Pour suivre les déplacements de l'anguille européenne dans un hydrosystème littoral, 12 500 individus sont capturés et marqués dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La capture se fait au verveux ou par pêche électrique, qui paralyse le poisson quelques secondes et peut provoquer un traumatisme selon l'intensité du courant subi. Suivent une stabulation en bac obscur jusqu'à quatre heures, un bain anesthésiant, une injection analgésique, puis l'implantation d'une marque par trocart ou par laparotomie, geste qui peut induire de la douleur et favoriser une infection. Toutes les anguilles sont remises à l'eau après leur marquage, et le porteur écrit que l'étude ne peut pas s'affranchir d'un nombre conséquent de poissons marqués, les taux de détection observés étant de l'ordre de 0,1.
Objectifs
Ce projet vise à marquer des individus d'anguille européenne dans un vaste hydrosystème littoral afin de les identifier et ainsi contribuer à répondre aux 7 objectifs suivants : 1/ Préciser la dynamique d’échappement dans le temps (saisonnalité, variation intra- et interannuelle) d'individus argentés, en ciblant 3 sous-populations : deux associées à des bassins dominés par l’eau douce et une sous-population associée à un étang saumâtre à salé ; 2/ Identifier les facteurs environnementaux déclenchant l’échappement, en fonction du sexe, du site de marquage (supposé être le principal habitat de croissance) et des conditions climatiques de l’année ; 3/ Déterminer les voies de migration privilégiées en fonction du site de marquage des individus; 4/ Identifier les éventuels obstacles à l’échappement : discontinuités écologiques (ouvrages de connexion fermés, assecs ou hypersalinité), prélèvements par prédation ou prélèvements par pêche artisanale ; 5/ Préconiser des mesures de gestion pour améliorer les conditions favorables au retour en mer des anguilles argentées ; 6/ Faire perdurer les programmes de capture-marquage-recapture (CMR) et obtenir au moins 10 ans de données pour les deux sous-populations des bassins dominés par l'eau douce, ce qui permettra d’étudier et comparer leurs traits d’histoire de vie (taux de croissance, durée d’argenture, sexe) et leur dynamique (taux de survie, abondance par stade, production d’anguilles argentées) ; 7/ Décrire la stratégie des individus en cas de l'assèchement d'un marais, un évènement extrême qui s'accentue dans les zones humides côtières avec le changement climatique.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet permettront d'acquérir de la connaissance sur l'état de deux sous-populations d'anguille, sur la dynamique d'échappement des anguilles argentées en fonction de leur habitat de croissance et de leur sexe. Ils permettront de mieux prédire les pics d'échappement et d'identifier les principaux obstacles à la migration. Ces résultats sont notamment attendus pour développer un outil d'aide à la décision pour optimiser la gestion des ouvrages de connexion en milieu lagunaire afin de favoriser la connectivité écologique et l'échappement des anguilles argentés, futurs reproducteurs. De plus, les données collectées au cours de ce projet permettront de mieux appréhender les stratégies d'utilisation des habitats des anguilles, notamment lors d'un évènement extrême comme la sècheresse. Les anguilles ont-elles plutôt tendance à s'enfouir ou à s'enfuir ? Quelles sont leur probabilité de survie en cas d'enfouissement ? Les résultats pourront amener à aménager les mesures de gestion de marais qui visent à les assécher régulièrement, par exemple pour lutter contre des espèces végétales envahissantes.
Procédures
Capture à l'aide d'engins passifs (type verveux) : relève toutes les 24h approximativement, ou capture par pêche électrique : paralysé quelques secondes; Stabulation dans un bac obscur et aéré : de 5 min à 4h; Bain anesthésiant: 5 à 15min; Injection analgésique : 2 s Marquage avec une fermeture de la plaie à l'aide d'un pansement hydrofuge : 30 s à 2 min; Phase de réveil sous surveillance : de 10 à 30 min; Stabulation avant relâcher : de 5 min à 8h.
Impact sur les animaux
La capture, la manipulation et la stabulation des individus sont autant d'étapes sources de stress pour les animaux. La capture par pêche électrique induit une paralysie temporaire des individus, et peut provoquer un traumatisme selon l'intensité du courant subi. Le marquage par trocart ou par laparotomie, avec ou sans points de suture, peut induire de la douleur et éventuellement favoriser une infection.
Devenir
L’ensemble des animaux sera remis en liberté à la suite de leur marquage, ce qui est primordial pour répondre aux objectifs de l’étude.
Remplacement
L’étude portant sur le comportement de poissons en milieu naturel, l’expérimentation doit être réalisée avec des individus capturés dans le milieu, et ne peut donc s’affranchir de l’emploi de poissons sauvages.
Réduction
Le milieu étudié est un vaste système pouvant présenter des densités d'anguilles très élevées. L'anguille présente une grande plasticité des traits d'histoire de vie et du comportement, notamment du point de vue de l'utilisation des habitats et de ses déplacements migratoires. Pour que les modèles de capture-marquage-recapture (CMR) soient robustes et représentatifs de la réalité, il est nécessaire de maintenir un effort de marquage significatif à un pas de temps constant dans le temps sur une période qui couvre la durée de croissance de plusieurs générations. Une lecture d'âge par otolithométrie a montré que, dans nos sites suivis en CMR, les anguilles femelles deviennent argentées à l'âge moyen de 6 à 10 ans. Pour étudier la survie par stade de développement, il est nécessaire d'estimer des probabilités de transition entre stades, ce qui dépend, à l'échelle pluri-annuelle, d'un taux de recapture d'individus à différents stades qui soit non négligeable. Une première modélisation de nos données CMR a montré des taux de détection de l'ordre de 0.1. De nombreux facteurs sont susceptibles d'affecter le taux de recapture, à commencer par la capacité de capture qui est dépendante à la fois de la densité d’anguilles présentes et des conditions environnementales. L’étude de l'échappement doit également tenir compte de différents facteurs qui peuvent nuire à l’acquisition des données de détection : mortalité naturelle des individus marqués par prédation ; prélèvements par la pêche professionnelle ; migration différée ; animaux marqués mais non détectés au passage des portiques. Le marquage d’un échantillon trop petit présente un risque élevé d’incapacité à caractériser de manière robuste la dynamique d'échappement sur l’ensemble de la période (octobre à mai). Ainsi, les conclusions attendues par ce projet, sur l’étude comportementale de l’anguille, ne peuvent pas s’affranchir d'un nombre conséquent de poissons marqués.
Raffinement
Le marquage des individus s'effectue sous anesthésie (benzocaïne) et analgésie (lidocaïne). Les bacs utilisés seront obscurs, de manière à favoriser l'obscurité et diminuer le stress des individus pendant les phases de stabulation (avant leur traitement et pendant la phase de réveil) et d'anesthésie. La densité des individus par bac sera limitée à 0.17kg/L (soit 7kg pour 40L). Et les bacs seront brassés par des aérateurs pour favoriser l'oxygénation de l'eau. Les bacs seront placés à l'ombre pour éviter que l'eau se réchauffe excessivement. Pendant sa manipulation, toujours avec des gants non poudrés, l'individu est placé sur une alèse ou un tissu humide sans aspérités. Au maximum, un tissu humide opaque sera placé sur les yeux de l'animal traité pour limiter son stress. Une fois un individu marqué, il pourra être détecté en continu par les huit portiques RFID présent sur la zone d'étude. Ces suivis télémétriques (RFID et acoustique) constituent un moyen de raffiner le suivi en capture-marquage-recapture, puisqu'il permet de suivre à distance le déplacement d'individus marqués (de recapturer leur signalement) sans avoir à les manipuler à nouveau.
Choix des espèces
L’anguille européenne est une espèce actuellement menacée d'extinction qui a un cycle de vie unique. Elle parcourt au cours de sa vie de longues distances : elle se reproduit dans l'Océan Atlantique, en mer des Sargasses, et vient grandir du stade civelle au stade argenté dans les eaux continentales européennes et nord-africaines. Après une phase de croissance de plusieurs années, les individus ayant atteint le stade argenté cherchent à repartir en mer pour aller se reproduire, c'est l'échappement. Afin de mieux comprendre la dynamique de l'échappement, les voies empruntées et les obstacles rencontrés, et d'améliorer la connectivité pour favoriser leur retour en mer, il est indispensable d’étudier le comportement et le déplacement des stades argentés de cette espèce. De plus, étudier la dynamique de sous-populations associés à des milieux aux conditions environnementales contrastées, du stade anguillette au stade argenté, permet de mieux comprendre l'influence de l'habitat sur la croissance, les traits d'histoire de vie, la condition et le comportement migratoire des futurs reproducteurs. L’impact du transpondeur est négligeable pour les constantes vitales lorsque sa masse est inférieure à 2 % de celle du poisson (Winter, 1996). Le poids des marques implantées ne dépassera jamais 2.5% de la masse des individus utilisés dans ce projet. Les anguilles ayant un poids supérieur à >40g (et une taille supérieure à 30 cm), jaunes ou argentées, seront équipées d’un transpondeur RFID de 23 mm de long (qui a une masse de 0.6 g). Pour la deuxième procédure, des émetteurs acoustiques de 9 ou 7 mm de diamètre, incorporant ou non un capteur de prédation, seront implantés en plus de la marque RFID, uniquement sur des individus argentés.
Evaluation du succès de migration d’anguilles en dévalaison à l’échelle d’un bassin-versant
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Remises à l'eau moins d'une heure après l'opération, 35 anguilles argentées capturées dans le milieu naturel vont subir des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un émetteur est implanté dans leur abdomen sous anesthésie, au cours d'une chirurgie de dix minutes au plus, pour mesurer combien d'entre elles atteignent l'estuaire malgré la dizaine d'ouvrages hydroélectriques installés sur leur route. Le porteur annonce une inflammation ou une gêne locale pouvant durer quelques semaines après l'implantation, ainsi qu'une altération temporaire du comportement. L'effectif de 35 individus est calé sur un objectif de trente poissons détectés à l'arrivée, l'espèce ayant été retenue parce que sa survie est déjà entamée par le franchissement des turbines.
Objectifs
L'objectif du projet est d'évaluer le succès de migration des anguilles en dévalaison depuis l'amont d'un bassin-versant jusqu'à son estuaire. Plus d'une dizaine d'ouvrages hydroélectriques sont construits sur cette voie de migration et peuvent induire un retard ou un échec de migration (mortalité lors du franchissement par les turbines par exemple). Cette étude vise à estimer un premier ordre de grandeur du taux d'échappement des anguilles présentent à l'amont du bassin.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont une amélioration de la connaissance sur cette espèce et du degré de continuité écologique de la portion étudiée. Les principaux résultats attendus concernent la vitesse générale de dévalaison et le taux d'échappement (succès de migration) des anguilles.
Procédures
Les poissons seront soumis à une procédure chirurgicale (d'un maximum de 10 minutes) au cours de laquelle des émetteurs seront posés dans l'abdomen des individus.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables possibles sur les animaux sont : le stress lié à la capture et à la manipulation, les effets de l’anesthésiant utilisé pour l'opération, les effets post-opératoires (inflammation liée à l’implantation de l'émetteur ou gêne locale pouvant aller jusqu’à quelques semaines), l'altération temporaire du comportement (lié au stress, à l’implantation, à l’anesthésie pouvant aller jusqu’à quelques heures).
Devenir
Les animaux sont replacés dans leur milieu naturel à l'issue de la procédure.
Remplacement
L’objectif du projet étant d’évaluer le succès de migration des poissons issus du milieu naturel à l'échelle d'un bassin-versant, le remplacement n’est pas envisageable.
Réduction
Le taux de détection à l'estuaire n'est par nature pas connu avant l'expérimentation puisqu'il est l'objectif même de celle-ci. Néanmoins, lors d'études similaires sur l'anguille menées par notre bureau, nous avons constaté des taux de détection des individus marqués situés entre 80 et 96%. Dans ce cadre exploratoire, afin de tenter de disposer d'une trentaine d'individus détectés à l'estuaire, nous proposons de marquer un effectif de 35 anguilles.
Raffinement
Les opérations d'implantation sont réalisées sous anesthésie et ont la durée la plus courte possible, entre 1 à 3 minutes pour l’implantation d’un émetteur. Une recirculation d’eau avec une légère sédation est installée pour le poisson. Le poids de l'émetteur (3.5g) ne dépasse pas 2% du poids de l'individu (en moyenne 800g). Les émetteurs sont tous encapsulés dans des matériaux biocompatibles. Concernant le marquage, les solutions d'anesthésiant sont changées tous les 20 individus. Les poissons sont manipulés à l'aide d'épuisette en maille en silicone pour éviter l'abrasion provoquée par les mailles classiques en nylon. Les points de suture sont réalisés avec du fil monofilament résorbable. Le fil monofilament endommage moins les tissus et empêche une infiltration d’eau par capillarité. Le matériel est désinfecté avant chaque session de marquage. Les lames de scalpel sont stériles. Les opérateurs portent des gants stériles. Les poissons sont anesthésiés un par un. Un pansement antiseptique est appliqué sur la cicatrice du poisson, ayant un effet dans les heures suivant le marquage. Lors des stabulations pré et post marquage, les poissons sont placés dans des volumes d'eau adaptés de 40L. Une pompe à air à grande capacité permet de maintenir un taux d'oxygène adapté et une limitation à l'exposition à la lumière (couvercle opaque) est prévue. La température est également contrôlée pour éviter le stress thermique. Afin de limiter le stress, les poissons sont relâchés le plus rapidement possible (
Choix des espèces
L’espèce a été choisie, car c’est une espèce migratrice dont la survie est impactée par le franchissement des usines hydroélectriques. Les anguilles utilisées seront les anguilles dites argentées, présentant les signes morphologiques suivants: coloration argentée du ventre et des flancs, fort contraste ventro-dorsale, taille des yeux importante, développement accru des nageoires pectorales, ligne latérale marquée.
MODIFICATION : ETUDE CHEZ LA SOURIS, IN VIVO, DE L’IMPACT DE GENES DE VIRULENCE DE MYCOBACTERIUM BOVIS SUR LA PHYSIOPATHOLOGIE DE LA TUBERCULOSE
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système respiratoire
264 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever poumons, foie, rate, cerveau et ganglion médiastinal. Les souris reçoivent une puce d'identification, une infection intranasale par Mycobacterium bovis sous anesthésie, puis une prise de sang par semaine et deux pesées hebdomadaires. Parmi les bénéfices attendus, le porteur place la mise au point d'une vidéosurveillance des animaux infectés en isolateur, présentée comme un moyen de détecter plus tôt les comportements annonçant les points limites. Il indique partir de vingt-quatre souris pour en conserver six au dernier jour du protocole, un quart des animaux contrôlant l'infection en formant des granulomes, les dix-huit ou dix-neuf autres se dégradant jusqu'aux points limites et étant tués entre le vingt et unième et le trente-cinquième jour.
Objectifs
La tuberculose bovine est une pathologie majeure en santé animale. L'espèce mycobactérienne adaptée aux animaux, Mycobacterium bovis (Mb), est le principal agent pathogène responsable de la tuberculose bovine en Europe et au Royaume-Uni. C'est un pathogène zoonotique multi-hôtes capable d'infecter les ruminants (bovins, caprins, ovins), la faune sauvage et l'homme. Les programmes de surveillance et d’éradication, basés sur des campagnes de tests et l'abattage systématiques des bovins réactifs, n'ont pas permis d'éradiquer la tuberculose bovine (bTB). La bTB représente donc un risque direct pour les économies agricoles, la santé animale et humaine et la biodiversité dans les pays touchés. Il existe une hétérogénéité dans la réponse immunitaire de l'hôte à l'infection par Mb, ce qui influence directement le risque de transmission par les bovins infectés et la faune sauvage. Une meilleure compréhension des interactions hôte-pathogènes lors des infections à Mb est essentielle pour développer de nouvelles approches visant à éradiquer la tuberculose bovine. Le projet a pour objectif de comprendre comment Mb interagit avec le système immunitaire de l’hôte et comment cette bactérie module la progression et la transmission de la maladie. Pour cela, nous souhaitons identifier les gènes de Mb essentiel pour sa persistance et sa dissémination. Pour cela nous souhaitons i) Comparer la virulence de mutants de Mb (ii) Suivre la réponse immunitaire et le développement du granulome en réponse aux différents mutants.
Bénéfices attendus
Avec ce projet, nous mettrons au point pour la première fois la vidéosurveillance d’animaux infectés en isolateur pour raffiner nos points limites (détection plus précoce de comportements). La validation du matériel, son installation, et de la méthode d’analyse permettra de proposer ce suivi pour nos prochains projets. Les résultats permettront de caractériser le rôle de 3 gènes de virulence pour la physiopathologie et la dissémination de Mb. Enfin, nous nous attacherons à une description exhaustive des réponses immunitaires chez les animaux infectés par les différentes souches.
Procédures
Pose de la puce d’identification et télémétrique : 1 fois et 1min/animal. Anesthésie par administration médicamenteuse par voie intrapéritonéale + infection par voie intranasale : 1 fois et 15 min/animal. Prise de sang : 1 fois par semaine et 3 min/animal/prélèvement. Pesée : bi hebdomadaire et 1min/pesée/animal. Les prises de sang peuvent engendrer un hématome et la contention peut engendrer du stress pour l’animal.
Impact sur les animaux
Une légère douleur localisée et un léger mal-être pendant quelques secondes après l’injection de la puce d’identification pourraient être observés. Nous savons par expérience que les souris sont sensibles aux infections mycobactériennes. Ces animaux sont plus susceptibles d'atteindre les points limites lors d'infections avec la souche M.bovis de référence. Nous pourrons observer une perte de poids assez rapide associée à une prostration des animaux. Afin d'assurer un bon suivi de ces animaux, une grille d'évaluation de bien-être des animaux a été mise en place basée sur une observation quotidienne et une pesée bi-hebdomadaire.
Devenir
L'ensemble des animaux du projet seront euthanasiés à la fin du protocole afin de permettre le prélèvement post mortem des organes (poumons, foie, rate, cerveau, ganglion médiastinal) et fluides biologiques (sang, urine et fèces). Ces prélèvements nous permettront d'effectuer l'ensemble des analyses souhaitées comme l'analyse de charge bactérienne, des lésions, du recrutement cellulaire ou de la sécrétion de médiateurs biochimiques.
Remplacement
A ce jour, aucun système in vitro ne permet de reproduire la complexité du tissu pulmonaire et les processus complexes de recrutement des cellules immunitaires. Le modèle murin constitue un modèle expérimental pertinent.
Réduction
Pour limiter le nombre d’animaux, un test statistique de calcul de la puissance ou de l'effectif nécessaire en utilisant un test de comparaison de deux échantillons indépendants a été réalisé. Pour les données mesurées que ce soit le recrutement cellulaire, cytokines secrétées, nous obtenons une puissance de test pour un effectif de 6 animaux de 87% pour un test statisitique. Pour obtenir un groupe de 6 souris au dernier jour du protocole, nous savons qu’il nous faut partir d’un groupe de 24 animaux. En effet, tous les animaux ne réagissent pas pareil à l’infection, certains la contrôlent en formant des granulomes pulmonaires matures (25% des animaux), et les autres doivent être sacrifiés au fur et à mesure du protocole car ils atteignent les points limites (entre J21 et J35 classiquement). Chez ces animaux sensibles, des lésions désorganisées sont observables dans le poumon. En résumé, nos protocoles comprennent 24 souris, nous analysons les réponses immunitaires de deux groupes : les animaux résistants (5-6 souris) et sensibles (18-19 souris). Nous utilisons des souris consanguines dont la variabilité génétique est très faible. Nous utilisons des tests statistiques non paramétriques spécialement conçus pour comparer des groupes de petits effectifs. Un maximum d’analyses sera effectué sur chaque animal (cellules immunitaires, cytokines, expression des gènes, histologie, évaluation de la charge du pathogène).
Raffinement
Les animaux seront élevés en communauté dans des cages enrichies avec du papier essuie tout, tunnel carton. Des visites des animaliers seront quotidiennes et la vidéosurveillance sera mise en place pour mieux suivre les souris. Les animaux seront 6 par cage de 530 cm2. Nous réduisons, et limitons au maximum l'inconfort, la douleur, pouvant être subie par les animaux. les animaux seront habitués en amont à la cellule d’expérimentation, une semaine avant le début de l’expérimentation Pour cela les animaux sont anesthésiés lors des infections et leur état général est suivi tout le long de l’expérimentation (poids, prostration…). Ainsi les animaux sont euthanasiés dès l’apparition des premiers signes de souffrance comme définis par le point limite. Après chaque prise de sang, une récompense positive alimentaire de type bouchée fruités ou rondelle de banane séchée ou popcorn sera réalisée.
Choix des espèces
Les modèles in vitro ne permettent pas de modéliser la complexité de la réponse immunitaire d'un organisme entier. De plus, les modèles murins d'infections mycobactériennes sont très bien établis et permettent de mimer la physiopathologie observée chez l'homme et le bovin. De plus le modèle murin permet une manipulation en animalerie A3 et nous avons à notre disposition de nombreux outils pour cette espèce. Le modèle murin nous offre la possibilité d’utiliser des souris génétiquement modifiées pour les voies de signalisation ou cytokines impliquées dans les réactions immunitaires. Nous utiliserons des souris adultes âgées de 6 semaines (sexe indifférent). Pour ce projet, il nous faut des animaux ayant un système mature compétent pour cela il nous faut des animaux adultes mais pas trop âgées. De plus nous utilisons un modèle validé par la communauté scientifique.
Caractérisation d’un nouveau candidat médicament pour le traitement de la douleur
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Organes sensoriels
Faire entrer un candidat médicament en essai clinique en satisfaisant aux exigences réglementaires d'efficacité et de tolérance, 1 158 souris vont être utilisées pour cela, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour 748 d'entre elles et sévère pour 410. Trois cent cinquante animaux subissent une chirurgie du nerf sciatique, 760 une incision du derme et du muscle, 48 une injection inflammatoire dans la patte, avant de recevoir de une à quatre administrations du composé testé. Le porteur reconnaît que ces modèles lésionnels "vont entrainer des douleurs", puis mesure la sensibilité des pattes avec des filaments qu'il qualifie de non douloureux. La dernière expérience porte le nombre d'injections à vingt-huit par animal, sans que le dossier explique ce qui justifie ce passage de quatre à vingt-huit.
Objectifs
Les douleurs neuropathiques sont un problème majeur dans notre société actuelle : plus d'un adulte sur cinq souffre de douleurs chroniques. Les causes des douleurs neuropathiques peuvent être diverses : lésion d'un nerf, les conséquences de médicaments anticancéreux ou le diabète. Même si les symptômes sont souvent similaires comme l'apparition d'une allodynie mécanique (sensibilité accrue au toucher), les mécanismes moléculaires mis en place lors de ces différents types de douleurs neuropathiques peuvent diverger. Ainsi, un traitement pour un type de douleur peut s'avérer inefficace sur un autre type de douleur neuropathique. De plus, les molécules permettant de diminuer ces symptômes ne sont malheureusement pas toujours efficaces et présentent le plus souvent une accommodation les rendant au cours du temps inefficaces. L'identification de nouvelles molécules pourrait à terme améliorer le confort de patients atteints de douleurs neuropathiques. Nous avons identifié un nouveau candidat médicament pour le traitement de la douleur. Cependant, avant de pouvoir lancer les essais cliniques chez l’Homme, il nous est indispensable de réaliser un certain nombre d'expériences d'efficacité et de tolérance.
Bénéfices attendus
L’objectif final de cette demande est de répondre aux attentes règlementaires (efficacité, tolérance, interaction médicamenteuse) pour que notre composé rentre en phases cliniques, et puisse peut-être un jour, diminuer les douleurs chez l’Homme.
Procédures
Les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale sur le nerf sciatique (350 animaux) ou le derme/muscle (760 animaux), ou bien à une injection intra-plantaire d’un composé inflammatoire (48 animaux). Pour les chirurgies, l’anesthésique sera administré par voie intra-péritonéale. Ces chirurgies seront réalisées rapidement (en moins de 15 minutes) et un suivi régulier sera réalisé. Les animaux recevront ensuite une dose de notre candidat médicament ou de contrôles positifs (médicaments utilisés actuellement en clinique) et négatifs (placebo) par voie sous-cutanée, intraveineuse ou orale. Les animaux recevront entre 1 et 4 injections, à l’exception de la dernière expérience nécessitant 28 injections. L’efficacité de ces composés sera réalisée à l’aide de mesures de sensibilité au niveau des pattes grâce à des filaments exerçant une pression donnée (non douloureux). Ces administrations seront réalisées sur animaux vigiles car nous voulons tester l’efficacité de notre composé X.
Impact sur les animaux
Les animaux seront amenés à recevoir l’administration du composé X via différentes voies d’administration (sous-cutanée, orale ou intraveineuse). Nos résultats préliminaires suggèrent qu’il n’y aura aucun effet indésirable dû à l’injection de ce composé. Les autres composés (morphine, prégabaline…) sont injectés à des doses n’engendrant aucun effet secondaire. Cependant, la contention et l’injection peut générer un stress chez les animaux. Les différents modèles lésionnels mimant une lésion neuropathique, post-opératoire ou inflammatoire vont entrainer des douleurs. Un suivi chirurgical approprié permettra de diminuer au maximum les nuisances. Enfin, le test mesurant la sensibilité des animaux pourrait engendrer un léger stress. Toutes ces procédures seront réalisées par un personnel qualifié et expérimenté et tout sera mis en œuvre pour minimiser les nuisances provoquées.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort, dès la fin de la procédure, car ils ne peuvent pas être réutilisés du fait des chirurgies qu’ils auront subies. De plus, pour une partie des animaux, nous devons prélever leurs tissus qui seront par la suite analysés, tout en permettant de diminuer le nombre d'animaux à utiliser. En effet, ces analyses sont indispensables pour comprendre les mécanismes de la douleur et notamment comment agit notre composé.
Remplacement
L’objectif principal de ce projet étant de réaliser les expériences pré-cliniques, il nécessite l’utilisation d’animaux et ne peut recourir à des stratégies de remplacement par des méthodes non animales. L’étude comportementale, constituant le point de départ de notre étude, est le résultat d’une intégration complexe de l’information sensorielle de la périphérie vers des zones spécialisées du cerveau. Ainsi, l’expérimentation animale sur des souris est indispensable à l’étude des phénomènes physiologiques et à la réalisation de notre projet.
Réduction
Des stratégies seront mises en place afin d’éviter ou de limiter l’utilisation subséquente d’animaux supplémentaires tout en obtenant suffisamment de données pour répondre aux questions liées à l’étude. Ainsi, l’élaboration précise des protocoles de comportement et le choix pertinent des contrôles sont des éléments déterminants. Nous prenons en considération différents critères (variabilité liée au traitement, variabilité liée aux tests comportementaux, nombre minimum de souris pour obtenir suffisamment de matériel analysable...etc.) nous permettant de déterminer au plus juste le nombre d’animaux dans nos tests de comportement. Par ailleurs, l’utilisation d’outils statistiques nous permet d’estimer au mieux le nombre d’animaux nécessaire. Aussi, le contrôle des paramètres environnementaux mais également du statut sanitaire et génétique des animaux permettra de limiter la variabilité des résultats expérimentaux obtenus, et ainsi de réduire le nombre d’animaux nécessaire à l’obtention de résultats statistiquement valables. Les procédures décrites sont appliquées depuis plusieurs années au sein de notre équipe et sont maitrisées par les expérimentateurs. Nous avons donc l'expérience nécessaire concernant la réalisation des procédures et l’évaluation de l'impact sanitaire sur les animaux.
Raffinement
Les souris utilisées dans ce projet seront élevées en groupes sociaux, dans un environnement enrichi (coton et/ou dôme) pour optimiser les conditions d’hébergement et favoriser un comportement normal afin de diminuer au maximum le stress des animaux. Les élevages sont effectués au sein de notre établissement agréé et 5 personnes sont dédiées à l’organisation et l’entretien des élevages. De ce fait, l’état sanitaire et environnemental des animaux sont contrôlés tous les jours. Les expérimentateurs ont été formés et maitrisent les méthodes utilisées (chirurgie, injection, tests comportementaux…). De plus, les stratégies d’optimisation suivantes seront mises en place au cours du projet afin de réduire voire de supprimer la souffrance chez l’animal : a) planification des procédures expérimentales (disponibilité des locaux d'expérimentation, du matériel, période d'acclimatation des animaux aux pièces d’expérimentation) permettant de diminuer le stress des animaux et de favoriser la validité des expériences ; b) administration adéquat d'anesthésique/analgésique lors des soins pré-, per- et post-opératoires ; c) établissement des points limites les plus précoces possibles en fonction des tests de comportements utilisés. Un examen clinique est effectué quotidiennement afin de vérifier la cicatrisation et l’état général de l’animal. Toutes ces stratégies d’optimisation sont mises en place dans le but de réduire voire supprimer la souffrance chez l’animal.
Choix des espèces
Le niveau de similarité entre la souris et l’Homme justifie l’utilisation de rongeurs. En effet les populations de neurones spécialisés dans l’intégration des stimuli douloureux sont similaires entre la souris et l’Homme. De plus, il est aisé de réaliser les différents tests comportementaux sur ces rongeurs. Toutes les expériences seront menées aussi bien sur des mâles que sur des femelles afin d’appréhender les futurs essais cliniques qui se feront chez les hommes et les femmes. Il est clairement admis et recommandé par la communauté scientifique que les expériences de comportement doivent être réalisées sur des individus ayant atteint leur maturité sexuelle, soit des individus âgés de 8 semaines. A ce stade du développement, le système sensoriel primaire arrive à maturation avant tous les autres, aussi c'est à ce stade que nous avons choisi de réaliser nos expériences. Ainsi, les animaux auront été commandés à 6 semaines auprès du fournisseur agréé de manière à ce qu'ils s'acclimatent à notre animalerie.
Etude du potentiel améliorateur de digestibilité des fibres d’une solution à base de fractions microbiennes chez la souris
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
Une solution censée améliorer la digestion des fourrages chez les ruminants, les lapins et les chevaux d'élevage passe d'abord par 144 souris. Elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, gavées par sonde orogastrique pendant 21 jours, avec des prélèvements de selles deux fois par semaine. Chacune est hébergée seule, en cage sur grille, pour permettre la mesure individuelle de ce qu'elle ingère et excrète. Toutes seront tuées puis autopsiées, et le porteur affirme que les effets du produit ne s'évaluent que sur un organisme "pris dans sa globalité".
Objectifs
L’objectif général du projet est l’amélioration de la digestibilité des fibres chez les monogastriques ainsi que chez les polygastriques. En effet, ce processus, réalisé par un microbiote spécialisé hébergé dans le tractus digestif des individus mono ou polygastriques est essentiel à la nutrition et au bien-être digestif de l'hôte. Les fibres, apportées sous forme de fourrages frais (herbe pâturée), secs (foin) ou ensilés sont un composant essentiel des rations ingérées dans une grande diversité de systèmes d’élevage quel que soit le modèle animal ciblé (ovins, bovins, caprins, equins, lapins...). Le microbiote responsable de cette digestion est remarquablement efficace du fait de la production d’une large gamme d’enzymes (cellulases, hémicellulases) capables d’hydrolyser les polysaccharides complexes présents dans les fourrages, permettant la conversion en composés énergétiques majeurs (acides gras volatils ou à chaine courte) utilisables par l’animal hôte. Cependant, de nombreux facteurs (composition de la ration, stress environnemental…) peuvent réduire la capacité de ce microbiote à assurer sa fonction fibrolytique. Notre objectif est donc basé sur le développement de stratégies nutritionnelles permettant d’améliorer la digestibilité des fibres afin de compenser ce déficit.
Bénéfices attendus
Ce travail doit permettre de mettre en évidence le bénéfice de l'apport d'une fraction microbienne sur l'augmentation de la capacité de leur hôte à dégrader et digérer les fibres issues de sa ration.
Procédures
Les animaux seront soumis à 2 types d'intervention au cours de ce projet : 1) Le gavage orogastrique et sa répétition (21 jours) pendant le développement du projet peuvent être source de stress, lié à la contention de l'animal et de blessure lors de l'introduction de la sonde d'intubation. C'est pourquoi les animaux sont préalablement conditionnés à la manipulation et que le geste technique est réalisé par des zootechniciens formés et expérimentés qui vont limiter significativement la durée de ce stress potentiel (moins d'une minute) ainsi que le risque de blessure, 2) le prélèvement de selles chez l'animal qui peut, également, être source de stress lié à sa contention nécessaire, toutefois considérant la fréquence (2 fois pas semaine) et la rapidité du geste (moins d'une minute), les effets indésirables sont très limités.
Impact sur les animaux
L'objectif de ce projet étant d'optimiser le potentiel de dégradation fibrolytique de l'animal, l'apport fractions microbiennes provenant de bactéries connues pour cette activité de dégradation fibrolyitque et exemptes de bactéries vivantes, n'entrainera aucune nuisance pour la santé de l'animal cependant, le geste technique du gavage orogastrique et sa répétition pendant le déroulé du projet peuvent être source de stress, lié à la contention de l'animal et de blessure lors de l'introduction de la sonde d'intubation. C'est pourquoi les animaux sont préalablement conditionnés à la manipulation et que le geste technique est réalisé par des zootechniciens formés et expérimentés qui vont limiter significativement la durée de ce stress potentiel (moins d'une minute) ainsi que le risque de blessure. De la même façon, le prélèvement de selles chez l'animal peut être source de stress lié, également, à sa contention nécessaire, toutefois considérant la fréquence (2 fois par semaine) et de la rapidité du geste (moins d'une minute), les effets indésirables sont très limités. Enfin, l'hébergement en cage individuelle et sur grille peut également source de stress pour les animaux, cette situation fera l'objet d'une évaluation attentive et sera atténuée par la capacité conservée de l'animal à visualiser/sentir ses congénères et par des grilles adaptées pour les souris . Pour toutes ces interventions, un arbre décisionnel est appliqué lorsqu'un point limite apparait.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue de la procédure, puis autopsiés afin de récupérer l'ensemble des organes et fluides métaboliques nécessaires aux futures analyses biologiques, génomiques et histologiques.
Remplacement
L’impact de l'apport de fractions microbiennes sur l'augmentation des capacités fibrolytiques des herbivores mono et polygastriques nécessite le recours à un modèle in vivo pour atteindre notre objectif. Les effets bénéfiques potentiels de ces produits ne peuvent être évalués que sur un organisme pris dans sa globalité et dans un premier temps sur un modèle murin.
Réduction
Le nombre d'animaux par groupe a été réduit au strict nécessaire pour observer des effets statistiquement significatifs. Les animaux utilisés sont des souris mâles et femelles conventionnelles, qui seront hébergées dans les conditions réglementaires au sein de l'installation. 3 séries d’expérimentations seront réalisées sur ce modèle murin. Chaque expérience sera constituée de 2 lots de 24 souris conventionnelles (12 femelles et 12 mâles par lot) : - un lot de 24 souris TEST qui recevra par gavage orogastrique les fractions microbiennes - un lot de 24 souris TEMOIN qui recevra par gavage orogastrique l'équivalent en volume d'un tampon isotonique. De plus, les tissus prélevés seront soient analysés pour répondre au questionnements scientifiques proposés par le projet, soient conservés pour de futures analyses, non préalablement prévues dans le cadre du projet, et qui pourraient complémenter les résultats obtenus. Ainsi, 144 souris au total seront utilisés pour ce projet
Raffinement
Les procédures, nécessitant un raffinement de leur exécution pour limiter leur impact sur les animaux, sont les gavages orogastriques ainsi que les prélèvements de selles. Celles ci seront réalisées par des zootechniciens formés et expérimentés qui permettront de limiter la durée de la procédure par animal (moins d'une minute pour le gavage et les prélèvements de selles). De plus, avant la première intervention, une habituation à la contention sera réalisée prélalablement par ces zootechniciens permettant ainsi de diminuer le stress suceptible d'être occasionné par ce geste technique. Les animaux font l'objet d'une surveillance quotidienne pour détecter, réduire, supprimer ou soulager l'inconfort, la douleur, la détresse ou l'angoisse.
Choix des espèces
Les souris seront agées de 10 semaines à leur arrivée au sein de l'établissement utilisateur, ce stade de développement, jeune adulte, est optimal pour des études de digestibilité des fibres et correspond aux animaux cibles de la stratégie nutritionnelle (stade adulte)
Effet de manipulations quotidiennes sur l’isolement social chez le rat hébergé individuellement
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Un tiers des 144 rats de ce projet sera hébergé seul en cage, précisément pour mesurer ce que l'isolement social leur fait. Les procédures relèvent d'un niveau de souffrance léger à modéré, avec deux prélèvements sanguins sous anesthésie et huit tests comportementaux répartis sur sept semaines, censés objectiver l'anxiété, la dépression, les capacités de réflexion et la sensibilité à la récompense, sans qu'aucun soit nommé. 96 rats seront tués pour prélèvement de tissus, les 48 autres proposés pour servir dans des formations à l'expérimentation animale. Le porteur présente ce travail comme une contribution au bien-être des animaux non-humains de laboratoire, et souligne que des rats moins craintifs seront aussi plus coopératifs lors des procédures scientifiques.
Objectifs
Très peu d’études ont porté sur les effets de l’hébergement en cages individuelles réalisé à partir de l’âge adulte chez le rat, générant des données contradictoires. Ces études, encore plus rares chez la femelle, ne précisent que très rarement si les rats ont été ou non manipulés de façon quotidienne au cours de l'hébergement individuel. Nous nous proposons donc d’étudier, dans deux souches différentes de rats mâles et femelles adultes, l'effet de l'isolement social avec ou sans manipulation quotidienne sur le comportement du rat adulte. A noter que nos conditions expérimentales en cages ouvertes placées les unes à côté des autres en animalerie, permettent aux animaux de maintenir un certain nombre d’interactions sociales par le son et l’odorat, ce qui limite toutes nuisances associées à un isolement strict pouvant conduire à un inconfort de l’animal. Cette étude permettra de formuler des recommandations claires concernant la limitation des effets de l'hébergement individuel, ouvrant ainsi des perspectives de mise en œuvre de méthodes d'amélioration facilement transposables à d'autres structures de recherche, visant à réduire les nuisances chez les animaux de laboratoire, améliorant ainsi le bien-être animal.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de notre projet sont l'amélioration des conditions d'hébergement des animaux de laboratoire afin d'atténuer l’impact comportemental de l’hébergement en cages individuelles sur l’humeur et le bien-être animal. Nos données, obtenues grâce à une évaluation comportementale, permettront d'identifier les différentes composantes de ces symptômes et d'établir clairement s'ils affectent non seulement les rats mâles, mais aussi les femelles de différentes souches. Ce projet contribuera à l'élaboration de recommandations précises concernant les précautions à prendre lors de l'isolement d'animaux sociaux, ouvrant ainsi la voie à la mise en œuvre de méthodes d'amélioration, telles que différentes manipulations quotidiennes, pour optimiser le bien-être des rats. Ces méthodes pourront être facilement transposées dans différents établissements animaliers. Les rongeurs seront ainsi moins craintifs envers les humains et plus coopératifs lors des procédures scientifiques, ce qui aura un impact positif tant sur les animaux que sur les expérimentateurs. Outre l'acclimatation et la manipulation quotidienne pendant la semaine suivant l'arrivée à l'animalerie, ces soins quotidiens tout au long du protocole expérimental devraient être considérés comme une composante standard d'un programme d'enrichissement du milieu de vie des rats (tel que le fait d’ajouter dans les cages des tunnels en cartons où se cacher, des bâtons en bois que les rats peuvent ronger, ou encore des bouts de papiers avec lesquels les animaux peuvent se construire un nid, ou tout autre type d’enrichissement permettant à l’animal d’exprimer les différents aspects de son comportement naturel). Garantir le bon déroulement des protocoles expérimentaux en réduisant les contraintes imposées à l'animal et en renforçant les interactions entre l'animal et l'expérimentateur tout au long des protocoles sera bénéfique pour l'ensemble de la communauté scientifique. Une telle approche est en effet une garantie de qualité et de reproductibilité des résultats, permet un gain de temps (en évitant les contraintes liées à la manipulation d'un animal trop fortement affecté par son isolement) et assure un environnement de travail de qualité. Ce projet présente également l'avantage de répondre aux attentes et aux préoccupations du public concernant la souffrance animale
Procédures
Des prélèvements sanguins seront effectués à deux reprises, à 2 mois d’intervalle, sur les animaux. Ces prélèvements seront réalisés sous anesthésie générale et dureront 1 à 2 minutes. Les animaux seront amenés à réaliser différents tests comportementaux qui s’échelonneront sur une durée de 7 semaines au maximum et seront réalisés dans un ordre précis afin de minimiser leur impact potentiel les uns sur les autres. 4 tests, à raison de 1 par jour, chacun d’une durée de 10 à 20 minutes, permettront d’objectiver des comportements de type anxieux et/ou dépressifs sur une semaine. La semaine suivante, 2 tests, à raison de 1 par jour, chacun d’une durée de 10 à 20 minutes permettront d’évaluer les capacités de réflexion des animaux. Et enfin, une semaine plus tard, 2 tests, chacun d’une durée de 10 à 20 minutes et dont les sessions sont quotidiennement répétées sur une à trois semaines au maximum, permettront d’objectiver l’état motivationnel des animaux et leur sensibilité à la récompense.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sur les animaux - et étant à considérer comme ayant un impact d’ordre modéré - sont les effets du stress lié à leur hébergement individuel et qui pourront concerner un tiers des animaux de cette étude (pouvant s’exprimer par un comportement de type anxieux et dépressif mais n’induisant pas par exemple de symptômes physiques de manque). Bien que maintenus en cages individuelles placées les unes à côté des autres, celles-ci seront ouvertes, proches les unes des autres, permettant le maintien d’un certain nombre d’interactions sociales entre les animaux (sons, odeurs,…). Une souffrance légère pourra être liée aux 2 prélèvements de sang réalisés à deux mois d’intervalle sur animal anesthésié, pouvant induire du stress chez l’animal. Enfin, l’ensemble des tests comportementaux pourra induire une nuisance légère à modérée.
Devenir
A l’issue des procédures des 96 animaux pour lesquels une analyse comportementale fine est recherchée, tous seront euthanasiés et des prélèvements de tissus biologiques seront réalisés pour analyses. Les 48 autres animaux naïfs inclus dans cette étude et qui seront utilisés uniquement pour mettre en évidence des comportements d’interaction sociale avec les autres animaux, seront proposés pour être réutilisés dans le cadre de formations à l’expérimentation animale ou autre formation d’enseignement.
Remplacement
Il n’existe pas de méthodes alternatives n’impliquant pas d’animaux vivants qui permettront l’évaluation des différents comportements étudiés.
Réduction
Grâce à notre expertise en matière de tests comportementaux et dans le but de réduire le nombre d'animaux utilisés, nous prévoyons de n’inclure que 6 rats par lot, de 2 sexes et de 2 souches différentes par lot et dans 4 conditions d’hébergement (soit 96 animaux). 6 animaux sont suffisants étant donné que nous avons deux souches et que les réponses comportementales peuvent être similaires entre elles. La puissance des tests statistiques devrait donc être suffisante pour détecter tout effet potentiel lié au sexe. Nous choisissons également de limiter le nombre de rats naïfs supplémentaires pour l’un des tests comportementaux à 48, considérant que chacun permettra de tester un rat de la même souche et de même sexe hébergé individuellement et un des deux rats hébergés par 2. Ces rats naïfs seront proposés pour être réutilisés dans le cadre de formations à l’expérimentation animale ou autre formation d’enseignement. Le projet nécessitera donc un nombre total de 144 animaux.
Raffinement
Les rats seront habitués à la manipulation (préhension, présence de l’expérimentateur) tout au long de la semaine d’acclimatation précédent les expériences pour limiter l’angoisse liée à leur nouvel environnement, aux contentions et aux manipulations. Nous serons obligés de maintenir un tiers des animaux de cette étude en cages individuelles, mais en cages ouvertes, ce qui limitera toutes nuisances associées à un isolement plus strict. Les animaux seront pesés toutes les semaines afin de prévenir toute perte de poids. Les tests comportementaux seront réalisés de manière successive de façon à générer le moins de stress possible sur les animaux tout en minimisant leur potentiel impact les uns sur les autres. Les 2 prélèvements de sang seront réalisés à deux mois de distance, après désinfection locale et sous anesthésie générale et les possibles hémorragies induites seront prévenues par compression et l’intégrité du processus cicatriciel après prélèvement sera renforcé par une nouvelle application de désinfectant local. Le suivi quotidien associé à la définition de points limites adaptés et les pesées hebdomadaires des animaux permettront de veiller à ce qu’ils ne souffrent pas.
Choix des espèces
Le rat est l’espèce adéquate car la question posée par notre étude concerne cette espèce. De plus il existe dans cette espèce un haut degré de similitude avec le cerveau humain et les registres comportementaux que nous cherchons à étudier sont facilement appréhendables dans cette espèce. Dès le début de l’étude, les rats seront des adultes de 3 mois, issus de fratries hébergées ensemble, ce qui permettra de travailler sur des animaux matures ayant développé un registre comportemental et social de base.
Implications des circuits du NST et du pNST dans les symptômes non moteurs de la maladie de Parkinson
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Une neurotoxine injectée par chirurgie stéréotaxique détruit des neurones chez une partie des 2 832 souris de ce projet, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Le porteur décrit ce modèle comme très invalidant, avec un taux de mortalité important, et indique que les souris de la lignée Mito-Park atteignent vers 45 semaines une perte de poids et un mauvais état général qui déclenchent leur mise à mort. Toutes seront tuées, pour des contrôles anatomiques et histologiques à la fin de chaque procédure. Sept tests comportementaux sont annoncés, jusqu'à trois heures par jour, sans qu'aucun soit nommé, et l'un d'eux impose une restriction alimentaire pour motiver les animaux.
Objectifs
Ce projet cherche à mieux comprendre certaines manifestations de la maladie de Parkinson qui ne concernent pas directement le mouvement, comme l’anxiété, la perte de motivation ou la dépression. Ces symptômes apparaissent souvent avant les troubles moteurs et pourraient aider à diagnostiquer la maladie plus tôt. Aujourd’hui, une technique utilisée pour traiter Parkinson consiste à stimuler certaines zones du cerveau avec de l’électricité, mais on ne comprend pas encore bien comment elle fonctionne. De plus, elle peut parfois provoquer des effets secondaires importants. L’objectif de ce projet est donc d’identifier précisément quelles zones et quels circuits du cerveau sont responsables des effets positifs (amélioration des mouvements) et négatifs (troubles émotionnels) de cette stimulation. Les chercheurs vont étudier différentes populations de neurones dans des régions spécifiques du cerveau et tester leur rôle en les activant ou en les bloquant chez des souris. Le projet prendra aussi en compte les différences entre mâles et femelles, car le cerveau peut fonctionner différemment selon le sexe. À terme, ces travaux pourraient permettre de rendre les traitements plus efficaces et de limiter les effets secondaires.
Bénéfices attendus
Ce projet sera une caractérisation unique de structures clefs du cerveau dans le contrôle des troubles non-moteurs de la maladie de Parkinson (anxiété, dépression, etc.) en condition physiologique et pathologique. Nous pourrons ainsi déterminer si l’altération de ces zones cérébrales pourrait être à l’origine de troubles non-moteurs de la maladie de Parkinson. A long terme, ce projet pourrait aider à favoriser l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques permettant de réduire les symptômes non-moteurs des patients et en particulier ceux atteints de la maladie de Parkinson.
Procédures
Procédure chirurgicale pour injection de virus ou de neurotoxine : entre 30 minutes et 1 heure, - procédure chirurgicale avec implantation : entre 1h et 2h, Imagerie calcique in vivo sur animal vigile entre 1h et 2h. 7 tests comportementaux seront utilisés d'une durée comprise entre 15 et 45 minutes chacun, soit au total entre 1h30 et 3h par jour. Un des tests comportementaux nécessite la mise en place d’une restriction alimentaire pour motiver les animaux à faire la tâche comportementale demandée mais les animaux pourront être maintenus groupés car le test comportemental pourra être réalisé sur la même journée pour l’ensemble des animaux. Pour la lignée Mito-Park qui a un phénotype dommageable, les animaux font l’objet d’un suivi clinique et pondéral régulier, avec une attention particulière à leur mobilité, à leur état général et à leur poids. Les conditions d’hébergement sont adaptées : la nourriture et l’eau sont placées à une hauteur facilement accessible, des aliments enrichis ou ramollis sont proposés au sol, et la litière est rendue plus confortable pour faciliter le repos. Ces mesures visent à aider les animaux à s’alimenter et à se déplacer malgré leurs difficultés motrices, et à maintenir au mieux leur confort.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sur les animaux comprennent : 1/ un risque de douleur durant la chirurgie et douleur aiguë lié à la récupération post-chirurgie implantatoire, 2/ un risque d'infection lié aux chirurgies et aux implants, 3/ un risque de stress à court terme induit par notre paradigme expérimental, 4/ les modèles murins de maladie de Parkinson (voir détail ci-dessous) et 5/ un risque de stress à court terme induit par la restriction alimentaire et les tests comportementaux réalisés. Le modèle de souris Parkinsonienne unilatéral : Ce modèle est classiquement utilisé pour reproduire les phases tardives de la maladie de Parkinson. Il repose sur l’injection stéréotaxique d’une neurotoxine, et est très invalidant pour les animaux avec un taux de mortalité important. Chez le modèle progressif de la maladie de Parkinson, on observe, à partir de 6 semaines, une altération neuronale et à partir de 14 semaine une diminution de l’activité locomotrice. A 45 semaines, ces souris présentent une perte de poids et un mauvais état général nécessitant leur mise à mort. Les modèles unilatéraux et progressifs sont complémentaires, le premier mimant un stade avancé de la maladie de Parkinson avec une perte de certains neurones du cerveau, alors que le second présente l’avantage d’avoir une perte beaucoup plus modérée et progressive des neurones plus représentatif de la progression de la maladie de Parkinson et permet d’étudier les symptômes non-moteurs de la maladie qui apparaissent en amont des symptômes moteurs. Afin d’éviter une souffrance prolongée, des critères d’arrêt sont définis à l’avance. Un animal est retiré de l’étude et euthanasié de manière humanitaire dès qu’il présente une perte de poids importante ou continue, une incapacité à se déplacer suffisamment pour accéder à la nourriture ou à l’eau, ou un état de prostration marquée. Cette décision est prise pour chaque individu dès que les mesures de soutien ne suffisent plus à garantir un niveau de bien être jugé acceptable.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à l'issue de chaque procédure. La mise à mort des animaux est justifiée par la nécessité de réaliser des contrôles anatomiques et histologiques à la fin de chaque procédure expérimentale.
Remplacement
Le but du projet est de connaître la fonction de différentes sous-population neuronale du complexe noyau sous-thalamique/para-sous-thalamique et du reste de son circuit dans les troubles non-moteurs de la maladie de Parkinson. La meilleure façon d’atteindre cet objectif est d’utiliser plusieurs techniques complémentaires. D’abord, des injections précises dans le cerveau permettent de faire produire par certains neurones des protéines capables d’activer ou de bloquer leur activité. Ensuite, l’activité de ces neurones est mesurée soit sur des tranches de cerveau en laboratoire, soit directement chez la souris, qu’elle soit anesthésiée, maintenue immobile ou libre de ses mouvements et nécessite donc le recours à l’animal. Aucun modèle "in vitro" ne peut reproduire la connectivité complexe des circuits des noyaux sous-thalamique/para-sous-thalamique.
Réduction
Nous avons réduit au strict nécessaire le nombre d’animaux afin d’obtenir une analyse fiabledes données biologiques collectées. Nous utiliserons ainsi 2832 animaux sur cinq ans. Nous travaillons sur des souris mâles et femelles issues des lignées transgéniques ainsi tous les animaux produits seront utilisés. La taille des groupes a été déterminée à l'aide d'analyses statistiques basées sur des calculs de puissance.
Raffinement
Nous utilisons plusieurs procédures de raffinement, à savoir: 1/ choisir un modèle rongeur de la maladie de Parkinson à un stade précoce n’induisant pas de fort phénotype moteur nous permettant ainsi d’étudier le fonctionnement des circuits de l’anxiété 2/ l'utilisation d'animaux hébergés majoritairement dans la même structure ce qui ne nécessite aucun transport et donc limite le stress des animaux 3/ une manipulation des animaux par l'expérimentateur afin là aussi de limiter le stress 4/ l'établissement de points limites 5/ La mise en place de soins adéquats si nécessaire pendant et après l’opération et l'utilisation de l’anesthésie/analgésie lors de chaque protocole invasif. A chaque étape du projet, le bien-être de nos animaux sera au coeur de nos préoccupations. Nos animaux transgéniques naitront dans notre animalerie de haut statut sanitaire. Leur soin est confié à des personnels qualifiés et experts. Ils surveillent quotidiennement l’ensemble des animaux et de façon plus poussée et spécifique pendant les phases de récupération qui suit les procédures chirurgicales. Nous utilisons des anesthésiques et analgésiques adaptés aux procédures de chirurgie. L’expérimentateur a une forte expérience pour toutes les procédures proposes. Un analgésique sera administré afin de gérer la douleur péri-opératoire. Au cas où l’animal serait encore en souffrance 24 heures après l’injection d’antalgique postopératoire, une nouvelle injection aux mêmes doses et voie d’administration sera réalisée. Si la souffrance persiste au-delà de 3 jours, l’animal sera euthanasié.
Choix des espèces
La souris est une espèce de choix pour les études sur le système nerveux central des Vertébrés. En effet, c'est un mammifère présentant une proximité phylogénique avec l'espèce humaine et certains de ces comportements, notamment le comportement d’anxiété, les interactions sociales et la motricité volontaire, peuvent être rapprochés de l'espèce humaine. Cette espèce est aussi un bon modèle de pathologie neurologique telle que la maladie de Parkinson qui peut être induite chez la souris avec des neurotoxines ou des animaux transgéniques. Ce modèle possède aussi l'avantage de permettre des approches invasives permettant d'étudier l'action de molécules ou d'une population neuronale sur le fonctionnement des circuits neuronaux de l’anxiété de l’interaction sociale et les phénomènes cellulaires et synaptiques associés. Enfin, c'est chez cette espèce que sont faites des modifications génétiques permettant de cibler des populations neuronales précises que nous souhaitons étudier. La maladie de Parkinson étant une maladie neurodégénérative qui se développe chez l'homme à l'âge adulte, nous travaillerons sur des souris adultes.
Impact de l’hyperactivité amygdalienne au cours du développement sur l’apprentissage émotionnel (EU 2/2)
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
288 rats subissent deux chirurgies du cerveau, l'injection d'un vecteur viral dans l'amygdale puis l'implantation d'électrodes dans trois régions cérébrales, avant d'être soumis à un conditionnement de peur associant une lumière à une stimulation. Ces procédures relèvent d'un niveau de souffrance sévère et tous les animaux seront tués, pour vérifier par histologie l'emplacement des électrodes et du site d'injection. L'équipe maintient les rats à 90 ou 95 % de leur ration afin qu'ils gardent une légère sensation de faim, présentée comme la garantie de leur motivation pendant les tâches. Le porteur qualifie pourtant les atteintes de légères, un léger stress au conditionnement, une légère perte de poids après l'IRM, une légère douleur due aux barres d'oreilles.
Objectifs
Chez l’humain, l’hyperactivité d’une structure cérébrale particulière (l’amygdale) est souvent corrélée avec des dysfonctionnements émotionnels. Et comme l’adolescence correspond à une période du développement cérébral particulièrement sensible aux éléments stressants, ce projet vise à déterminer si une hyperactivité dysfonctionnelle de l’amygdale au cours de l’adolescence peut faire émerger des vulnérabilités émotionnelles à l’âge adulte. Le but de cette recherche à long terme est de comprendre les mécanismes impliqués dans des dérèglements émotionnels déclenchés avant et pendant l’adolescence et ayant des conséquences importantes chez l’adulte, comme la prédisposition à certains syndromes psychiatriques tels que le stress post-traumatique. Pour apporter des éléments de réponse, nous avons mis au point un protocole permettant de manipuler chez le rat l’activité de l’amygdale au cours du développement post-natal, grâce à une modification génétique des cellules de l’amygdale. Puis nous analyserons l’impact de cette manipulation sur le comportement émotionnel de l’animal lors d’un conditionnement de type Pavlovien, qui consiste à provoquer un réflexe en réaction à un stimulus donné. Enfin, grâce à une technique d’imagerie par résonance magnétique (IRM), nous étudierons les modifications de la connectivité entre structures cérébrales induites par l’hyperactivité de l’amygdale. Pour perturber l’activité de l’amygdale chez le rat au stade juvénile ou au début de l’adolescence, nous utiliserons un vecteur qui permet de modifier l’expression d’un gène spécifique des neurones principaux de cette structure, provoquant au final son hyperactivation. Deux versions « actives » de ce vecteur seront testées, et elles seront comparées à une version « contrôle » (ne modifiant pas l’expression du gène).. Nous étudierons alors chez les jeunes animaux comme chez les adultes l’impact de cette suractivation sur les comportements de peur observés lors du conditionnement Pavlovien, ainsi que les modifications fonctionnelles du réseau de structures cérébrales associées au traitement de la peur, en couplant des acquisitions d’IRM fonctionnelle et des enregistrements électrophysiologiques in vivo. Le projet se déroulera dans 2 établissements utilisateurs nommés EU1 et EU2.
Bénéfices attendus
Nous avons précédemment montré que l’injection lors de l’adolescence d’un vecteur permettant d’induire par voie génétique une hyperactivité de l’amygdale réduit chez l’adulte l’extinction de la peur lors d’un conditionnement Pavlovien, mais induit également une généralisation de la réponse de peur à d’autres types de stimuli. Ce projet vise à comprendre la dynamique de l’impact de cette hyperactivité amygdalienne sur la connectivité du circuit neuronal sous-tendant le comportement de la peur à l’adolescence jusqu’à l’âge adulte. Les connaissances apportées par ce projet nous aideront à mieux comprendre comment la manipulation de l’activité neuronale d’une structure cérébrale telle que l’amygdale pendant la période critique de l’adolescence pourrait conduire à des effets durables sur certaines réponses émotionnelles, qui persistent jusqu’au stade adulte. Nos résultats nous permettront de mieux comprendre chez l’Homme les mécanismes liés à l’hyperactivité amygdalienne sous-tendant la prédisposition à certains syndromes psychiatriques, tel que le trouble de stress post traumatique.
Procédures
Une chirurgie pour l’injection du vecteur dans l’amygdale sera réalisée dans l’EU1 chez les animaux jeunes (juvénile ou adolescent). Cette procédure chirurgicale est réalisée sous anesthésie générale (durée 1h au maximum) À la fin de l’adolescence, une session de conditionnement sera réalisée dans l’EU1 (durée 1h au maximum), consistant à associer une lumière avec une stimulation. Elle sera suivie 24 à 48h plus tard par un test de mémorisation du conditionnement (1 à 2 séances d’une heure maximum). Les animaux recevront ensuite deux sessions d’acquisition IRM réalisées dans l’EU 2 sous anesthésie légère (durée maximale de 2 heures), avant et après la réalisation d’une tâche comportementale appétitive combinée avec la tâche de conditionnement Lumière-Stimulation (séances d’1h30 maximum pendant 2 mois, au moins 5 jours sur 7) dans l’EU 1 nécessitant un apport de nourriture contrôlé. Puis une intervention chirurgicale sera réalisée dans l’EU1 sous anesthésie générale (durée maximale d’1h30) pour implanter des électrodes dans trois régions cérébrales d’intérêt. Après une semaine de récupération, ils seront ré-entrainés à la même tâche comportementale et l’activité des régions cérébrales d’intérêt sera enregistrée pendant la réalisation de cette dernière (sessions d’enregistrement d’1h30 maximum pendant 2 mois, au moins 5 jours sur 7).
Impact sur les animaux
Les chirurgies (injection de virus, implantation des électrodes) engendrent dans certains cas une douleur post-opératoire. Le conditionnement nécessite d’associer une lumière avec une stimulation , ce qui peut provoquer un léger stress initialement. La tâche comportementale appétitive n’est pas stressante en soi, mais nécessite que l’animal ait une certaine motivation pour chercher le renforcement positif (récompense alimentaire). L’alimentation est contrôlée, en donnant la nourriture immédiatement après la séance comportementale en quantité suffisante (90-95% de la ration normale), de façon à ce qu’il n’y ait pas de reste de nourriture le lendemain, mais que l’animal ait une légère sensation de faim garantissant la motivation des animaux. L’IRM étant une modalité de neuroimagerie non-invasive et non-irradiante, les potentiels effets indésirables sont liés au fait que l’examen est réalisé sous anesthésie légère. Une légère perte de poids peut être observée le lendemain, suite au stress potentiellement induit par la combinaison IRM et transport entre les EU1 et EU2 (même si les bâtiments sont très proches). Une légère douleur peut faire suite au placement de l’animal dans les barres d’oreille lors de l’examen IRM.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure, pour une analyse par histologie des cerveaux, mais également pour vérifier l’emplacement des électrodes et le site d’injection virale dans la structure amygdalienne, vérification nécessaire pour pouvoir comparer les résultats obtenus sur les différents groupes d’animaux.
Remplacement
Ce projet de recherche fondamentale s’inscrit dans le champ des neurosciences comportementales. À l’heure actuelle, il n’est pas possible d’évaluer, au cours du développement post-natal jusqu'à l'adulte, les comportements et les réseaux neuronaux autrement qu’en ayant recours à des modèles animaux vivants, possédant les structures et les connectivités neuronales requises. Cela ne peut donc pas être réalisé in silico ou en cellule isolée ou chez les invertébrés.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera minimisé autant que possible. Nous avons calculé le nombre de rats minimal par groupe pour obtenir des résultats significatifs et exploitables, en tenant compte de la perte de certains animaux. Pour l’ensemble des données, une analyse statistique classiquement utilisée dans la littérature pour ce type de données sera effectuée. L’étude, prévue chez les mâles et femelles, commencera avec l’injection chez les rats mâles, en raison des données pilotes déjà obtenues. Une fois que les conditions expérimentales optimales auront été établies sur les mâles, seules expériences avec les analyses les plus pertinentes seront réalisées chez les femelles pour comparaison. De plus, les deux versions « actives » du vecteur qui seront testées sont censées produire les mêmes effets d’hyperactivation des neurones de l’amygdale. Nous commencerons par la comparaison d’un des vecteurs actifs avec le vecteur contrôle pour caractériser ces effets. Si les premières données montrent que les deux versions actives du vecteur ont bien des effets similaires, nous pourrons alors poursuivre l’étude en ne comparant que deux groupes (virus contrôle et un vecteur actif) au lieu de trois, ce qui réduira grandement le nombre d’animaux.
Raffinement
Afin de réduire le stress des animaux, nous les ferons naitre dans une salle dédiée, adjacente aux salles de chirurgie pour les injections de vecteur ce qui permet de minimiser le temps d’éloignement entre le raton et sa mère. Après sevrage, les rats sont manipulés et pesés fréquemment (au moins 1j/3) jusqu’au début de l’expérience, afin de les habituer à l’expérimentateur. Pour la chirurgie, des protocoles appropriés d’analgésie et d’anesthésie seront appliqués. Le suivi post-opératoire sera effectué quotidiennement par l’expérimentateur ou les zootechniciens pour s’assurer de la récupération complète des rats. Des points limites sont identifiés pour le cas où les mesures de prises en charge de la douleur et de l’inconfort pouvant résulter des différentes interventions sur l’animal ne seraient pas suffisantes. Une grille de score sera utilisée pour évaluer la douleur et l’inconfort des animaux, notamment pendant le suivi post-opératoire, et en fonction du score obtenu, des actions spécifiques seront mises en place. L’ensemble des dispositifs d’hébergement et de tests comportementaux ont été optimisés pour permettre le bon déroulement des expériences, garantir le bien-être des animaux et maintenir un hébergement des animaux par groupe. Les transports entre les deux bâtiments d’expérimentation se feront par du personnel et un véhicule agréés. Le confort et la sécurité des animaux seront garantis durant toute la durée du transport (eau à volonté, sans modifications des groupes sociaux, présence d'enrichissement). Une période d'acclimatation à l'arrivée sera observée pour garantir aux animaux une période de repos. L’IRM est réalisée sous anesthésie, dans un berceau chauffé, avec contrôle de la respiration et de la température et si la respiration sort des limites prévues, l’examen est immédiatement interrompu et l’animal mis sous surveillance accrue jusqu’à sa récupération.
Choix des espèces
D’une façon générale, les rongeurs sont un bon modèle d’étude des circuits neuronaux impliqués dans certains processus cognitifs. Le rat est le modèle de choix du laboratoire, car les structures cérébrales étudiées ici chez le rat ont leur correspondant chez l’humain et l’animal permet un accès à des méthodes invasives ne pouvant être faites chez l’humain. La taille supérieure du rat, par rapport à la souris, nous permet de réaliser des interventions plus spécifiques au niveau central (en particulier pour l’injection chez le juvénile). La littérature scientifique pertinente à ce projet, en particulier les analyses des comportements anxieux, est riche en études réalisées sur le rat. Ainsi, nous bénéficierons d’une base de données importante, que nous pourrons enrichir par nos contributions. Il est connu que la période de l’adolescence est associée à une susceptibilité au stress et un développement important des structures impliquées, notamment l’amygdale, dans les réponses à la peur. Toutefois, de nombreuses structures, dont le cortex préfrontal, qui sont impliquées dans la majorité des comportements émotionnels, sont encore immatures à l’adolescence. Nous voulons modifier l’activité de l’amygdale à deux stades du développement, le stade de préadolescence (juvénile) et dès le début de l’adolescence, qui correspondent à des périodes critiques dans le processus de connectivité de cette structure avec d’autres structures du réseau de réponse à la peur. Les expériences commenceront donc dès que les vecteurs sont incorporés dans les neurones principaux de l’amygdale, soit ~10 jours après leur injection, et se poursuivront jusqu’à l’âge adulte, avec des analyses comportementales et des acquisitions IRM en fin d’adolescence, puis chez l’adulte par des études comportementales en corrélation avec des analyses au niveau fonctionnel par IRM et des enregistrements électrophysiologiques.