Éthologie / comportement / biologie animale
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- Biologie du développement
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- Oncologie
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- Système urogénital
Étude du dialogue entre les cellules nerveuses et les cellules de défense du cerveau pendant la consommation d’aliments gras chez la souris.
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Pour comprendre pourquoi l'obésité abîme davantage les mâles que les femelles, ce projet cible des cellules immunitaires du cerveau, les microglies de l'hypothalamus. 2 952 souris vont être utilisées, 2 880 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 72 un niveau léger, toutes tuées à l'issue. Chacune subit une chirurgie du crâne d'une à une heure et demie avec injection d'un gène dans le cerveau, parfois la pose d'une fibre optique, trois à quatre semaines de récupération, puis une semaine de tests de récompense et d'évitement à raison de deux heures par jour, certaines recevant une injection abdominale dont l'effet dure six heures. Le porteur annonce l'arrêt immédiat de l'expérience si l'état d'un animal se dégrade, sans indiquer les seuils qui déclenchent cette décision.
Objectifs
Le but du projet est de comprendre comment certaines cellules du système nerveux, nommées « microglies » influent sur les troubles métaboliques liés à l’obésité, tout en prenant compte l’impact du sexe dans ce fonctionnement. Nous nous intéresserons plus particulièrement à un type spécifique de neurones situés dans l’hypothalamus. Le projet se déroule en deux grandes étapes : 1) caractériser quelles cellules de cette structure qui s’activent lors de la prise de nourriture grasse, 2) étudier leur rôle dans différents schémas de nourrissage.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre pourquoi l’obésité n’entraîne pas les mêmes complications chez les mâles et les femelles. En comparant des mâles plus vulnérables et des femelles plus résistantes aux troubles métaboliques, nous cherchons à identifier les mécanismes biologiques qui expliquent ces différences. Nous étudions en particulier le rôle de certaines cellules du cerveau appelées microglies, qui participent aux réactions inflammatoires. Mieux comprendre leur fonctionnement dans l’obésité est une étape essentielle avant d’envisager de nouvelles approches thérapeutiques. À plus long terme, ces travaux pourraient contribuer au développement de traitements plus ciblés et mieux adaptés aux différences entre les sexes, afin d’améliorer la prise en charge des patients souffrant de complications liées à l’obésité.
Procédures
Les souris seront soumises à une intervention chirurgicale sous anesthésie générale, au cours de laquelle une injection sera réalisée dans le cerveau afin d’introduire un gène permettant d’étudier l’activité de certains neurones. Selon les cas, un dispositif optique très fin pourra également être implanté pour observer ou contrôler cette activité. L’intervention dure environ une à une heure et demie et se déroule avec une prise en charge de la douleur avant et après l’opération. Une période de récupération de trois à quatre semaines est ensuite prévue. Après cette phase de récupération, les souris participeront à des tests comportementaux pendant une durée maximale d’une semaine, à raison de deux heures par jour au maximum. Ces tests permettront d’évaluer des apprentissages liés au plaisir (récompense) ou à l’évitement (réactions face à une situation désagréable). Pour certaines souris, une injection dans l’abdomen sera réalisée environ 30 minutes avant les tests afin de moduler temporairement l’activité de certains neurones, en les activant ou en les inhibant. Cette injection est très rapide et ses effets durent 6 heures. Au total, la durée complète du protocole pour chaque animal est estimée à environ cinq semaines, comprenant la chirurgie, la période de récupération, les tests comportementaux et les injections.
Impact sur les animaux
Les interventions chirurgicales réalisées chez les souris peuvent entraîner des effets indésirables temporaires. Après l’opération, les animaux peuvent ressentir une douleur ou un inconfort liés aux petites ouvertures pratiquées au niveau du crâne et aux points de suture. Ces effets peuvent s’accompagner d’une inflammation locale (rougeur, sensibilité), d’un risque limité d’irritation ou d’infection, ainsi que d’une baisse temporaire de l’activité ou du poids. Ces signes sont généralement modérés et disparaissent en quelques jours. L’utilisation de certaines souris génétiquement modifiées nécessite l’administration d’un antibiotique qui peut provoquer de légers troubles digestifs passagers. Enfin, certaines étapes de l’étude impliquent un isolement temporaire des souris pendant plusieurs semaines. Cet isolement, bien que nécessaire pour le bon déroulement de l’expérience, peut représenter une source de stress pour les animaux.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure. Quand cela sera necessaire, nous récupèrerons les cerveaux pour des analyses post mortem afin de récupérer les données d’intérêt et de s’assurer de la validité des chirurgies.
Remplacement
La réalisation de ce projet repose sur l’utilisation de souris génétiquement modifiées, permettant d’identifier précisément certaines populations de neurones activées à un moment précis (pendant la prise alimentaire). Ce modèle offre la possibilité d’évaluer comment des modifications ciblées dans certaines régions du cerveau influencent le comportement de prise alimentaire. À ce jour, la souris reste l’organisme le plus adapté pour combiner ces approches génétiques avec des analyses comportementales et fonctionnelles.
Réduction
Les effectifs d’animaux ont été ramenés au minimum, permettant toutefois d’avoir un effet statistique significatif. Nous avons utilisé un outil informatique dédié d’après des données préliminaires disponibles au sein de l’équipe, afin de déterminer le nombre d’animaux nécessaires. Les souris passées en comportement appétitif seront également utilisées pour le comportement aversif, réduisant ainsi le nombre de souris utilisées.
Raffinement
Après chaque intervention chirurgicale, l’état des animaux sera surveillé attentivement pendant au moins deux jours. Un suivi quotidien permettra de vérifier leur comportement général, leur niveau de confort, l’aspect de la zone opérée et l’évolution de leur poids. Si des signes de souffrance ou une dégradation de leur état sont observés, l’expérience sera immédiatement interrompue et des mesures adaptées seront mises en place. Avant les tests comportementaux, les animaux seront manipulés régulièrement afin de les habituer à la présence des expérimentateurs et de réduire leur stress. Leur état de santé sera suivi tout au long du projet. Lorsque les souris seront hébergées individuellement, des aménagements supplémentaires (matériaux de nidification et dispositifs permettant de se cacher ou se reposer) seront fournis afin d’améliorer leur confort, tout en maintenant un contact visuel et olfactif avec les congénères. Pendant les interventions chirurgicales intracérébrales, les paramètres physiologiques seront surveillés en continu. La température corporelle sera maintenue à l’aide d’un dispositif adapté, un gel ophtalmique lubrifiant stérile sera appliqué dès l’induction de l’anesthésie afin de prévenir toute dessiccation cornéenne, et une hydratation adaptée sera assurée. Des mesures analgésiques et anti-inflammatoires seront systématiquement administrées avant et après l’intervention afin de limiter au maximum la douleur et l’inconfort.
Choix des espèces
Les souris fournissent des excellents modèles pour l'étude des réseaux neuronaux, au cœur de notre projet. De plus sa physiologie générale nous permet de nous rapprocher suffisamment de l'homme pour obtenir des données pertinentes sur un point de vue médical, et son cycle de reproduction court permet d’avoir un nombre suffisant d’animaux rapidement. Ce modèle est parfaitement maîtrisé pour ce type d’expérimentation, tant sur le plan des techniques utilisées que sur celui des conditions d’hébergement et de bien-être animal. Il est admis qu’à 12 semaines, la croissance des os est achevée, ce qui facilite les procédures concernant la chirurgie prévue dans le projet. Les souris ne seront plus utilisées au-delà de 11 mois, afin de limiter l’apparition de facteurs liés au vieillissement pouvant interférer avec les analyses.
Approches innovantes de caractérisations des altérations comportementales et physiologiques dans des modèles murins de la dépression.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Privées de tout enrichissement dans leur cage pour ne pas gêner l'apparition du phénotype recherché, 735 souris subissent un suivi quotidien de 83 à 138 jours, avec des sessions comportementales de 5 à 45 minutes et des sons désagréables dont elles doivent apprendre à s'échapper. 390 sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré et 345 dans des procédures d'un niveau sévère, 615 d'entre elles passant par une chirurgie du crâne pour implanter une fibre optique, parfois accompagnée d'une manipulation du nerf vague. Le porteur revendique un "progrès éthique significatif" et présente ses procédures comme moins invasives que les équivalents existants, tout en annonçant une modélisation animale des conduites suicidaires, un stress chronique par corticostérone dans l'eau de boisson et des traitements au lithium, à la fluoxétine ou au diazépam. Toutes les souris sont tuées en fin d'expérience pour prélever leur cerveau, leur foie et leur intestin.
Objectifs
Ce projet a pour but de développer de nouvelles approches d’étude des comportements aversifs par échappement Pavlovien (c’est à dire ne requérant que les réflexes d’approche ou d'évitement) ou opérant (requérant ici une action volontaire) de sons désagréables mais non douloureux dans le suivi des symptômes anxieux et dépressifs (avec ou sans conduites suicidaires) et enfin de caractériser la pertinence du suivi non invasif de l’activité autonomique dans l’évaluation des altérations émotionnelles.
Bénéfices attendus
Ces travaux permettront des avancées majeures sur les plans fondamental, éthique et appliqué. Grâce au développement d’épreuves comportementales adaptées, le projet approfondira la compréhension des mécanismes cérébraux de l’axe intestin-cerveau impliqués dans l’anxiété et la dépression, ainsi que les processus cognitifs en situation aversive. Un volet crucial concerne la modélisation animale des conduites suicidaires, un outil qui fait actuellement défaut pour l'étude des mécanismes biologiques sous-jacents. Sur le plan méthodologique, l'approche longitudinale proposée constitue un progrès éthique significatif : en suivant les mêmes individus (profils anxio-dépressifs et capacités cognitives), nous réduisons considérablement le nombre d'animaux requis tout en minimisant leur stress par rapport aux méthodes conventionnelles. Enfin, d’un point de vue translationnel, ce projet évalue le microbiote intestinal comme levier thérapeutique contre les troubles liés au sevrage alcoolique. À plus long terme, ces recherches ouvriront la voie à des stratégies innovantes pour traiter la dépression résistante et améliorer la prévention du risque suicidaire.
Procédures
L'ensemble des animaux de cette étude sera soumis à un suivi expérimental longitudinal s'étendant sur une période de 83 à 138 jours, incluant des épreuves comportementales ou physiologique quotidiennes et divers traitements pharmacologiques temporaire. Le suivi phénotypique repose sur des sessions comportementales journalières de 5 à 45 minutes, durée optimisée pour garantir la robustesse des données, complétées dans certains cas par une évaluation de l'activité du système nerveux autonome sur des périodes de 5 minutes. En fonction des objectifs expérimentaux, l'activité neuronale sera ponctuellement mesurée par photométrie de fibre lors de deux à trois sessions stratégiques réalisées avant et après les traitements. Une chirurgie stéréotaxique unique, avec ou sans manipulation du nerf vague, sera pratiquée sur 615 individus pour permettre l'implantation de dispositifs de neuro-ingénierie. Les protocoles d'administration incluent des traitements chroniques par voie orale via l'eau de boisson, tels qu'une antibiothérapie de 15 jours ou une supplémentation en corticostérone, lithium ou fluoxétine sur 28 jours. Des interventions plus aiguës seront également pratiquées, comprenant des injections intra-péritonéales répétées de diazépam sur 4 jours ou de PCPA sur 7 jours, ainsi que deux gavages du microbiote de patients alcooliques espacés d'une semaine.
Impact sur les animaux
Le projet, impliquant un total de 735 souris, présente des degrés de sévérité allant de léger à sévère selon la nature des interventions. Afin de ne pas interférer avec le développement des phénotypes anxio-dépressifs recherchés, tous les animaux ne bénéficieront d'aucun enrichissement environnemental. Une partie de la cohorte est dédiée à la modélisation des troubles affectifs. Les animaux témoins sont soumis à des injections intra-péritonéales et à des tests comportementaux dont le stress transitoire, lié à la manipulation est classé en sévérité légère. Les animaux expérimentaux subissent, en complément, un protocole de stress chronique par supplémentation de corticostérone dans l’eau de boisson. Ce traitement, visant l'induction d'un phénotype anxio-dépressif stable, porte le degré de nuisance à modéré. Pour l'étude des circuits neuronaux, des groupes d'animaux subissent une chirurgie stéréotaxique sous anesthésie générale afin d'injecter des rapporteurs calciques et d'implanter des fibres optiques. Le suivi par photométrie de fibre impose un couplage physique à un câble optique lors des tests, pouvant induire une gêne motrice. En raison du caractère invasif de la chirurgie et des contraintes liées aux enregistrements longitudinaux, ces interventions sont classées en nuisances modérées. Dans certains protocoles, l'ajout d'une étape de punition par chocs électriques de faible intensité — bien qu'évitables par l'animal — renforce cet état de stress, maintenant la classification en sévérité modérée. Les procédures liées à la consommation volontaire d'alcool atteignent un degré de nuisances sévères en raison du cumul de plusieurs facteurs de stress chroniques. Aux stress des tests comportementaux, de la chirurgie stéréotaxique, des enregistrements de photométrie et gavage ; s’ajoute l’isolement social. Les animaux sont logés individuellement pendant cinq semaines. Ce mode d'hébergement individuel est choisi pour faciliter l'auto-administration d'éthanol et exacerber les phénotypes anxio-dépressifs au sevrage.
Devenir
Toutes les souris seront euthanasiées en fin d'expérience pour collecter et analyser ultérieurement leurs cerveaux et/ou organes périphériques (foie, intestin).
Remplacement
L'utilisation de souris est indispensable pour ce projet. Le modèle animal reste le seul recours pour comprendre les mécanismes neuronaux intégrés tels que ceux sous tendant les altérations émotionnelles, cognitives et physiologiques dans l’anxiété, la dépression avec ou sans conduites suicidaires et le mésusage d’alcool et qui ne peuvent être modélisés in vitro ou in silico à ce jour.
Réduction
Le projet s’inscrit dans une approche de réduction et de raffinement des procédures d’évaluation des comportements de type anxieux et dépressif. Il se propose de vérifier la stabilité des comportements d’échappement Pavlovien ou opérant au cours de tests répétés. Une telle configuration permet l’utilisation des mêmes animaux pour l’évaluation de différentes stratégies thérapeutiques qui nécessiterait autrement l'utilisation d’un plus grand nombre d’animaux avec les outils actuels. Le nombre d’animaux pour chaque expérience a été choisi de manière à concilier la réduction du nombre d’animaux utilisés, tout en conservant un pouvoir statistique suffisant pour une interprétation raisonnable des données. Les études de traitements pharmacologiques sur le comportement et les activités physiologiques au niveau central et autonomique sera fait entre groupes et au sein du même groupe ce qui ne peut se faire d’après nos propres expériences et de la littérature qu’avec des analyses statistiques sur des populations d’un minimum de 15 souris par groupe.
Raffinement
Les évaluations émotionnelles, autonomiques et cognitives dans ce projet sont beaucoup moins invasives que les procédures équivalentes qui existent à ce jour. La plupart des procédures présentées ici remplacent les stimulations aversives par choc électrique par des stimulations sonores désagréables mais non douloureuses. Les évaluations autonomiques sur animal éveillé utiliseront un système non invasif récemment mis au point, remplaçant les enregistrements par capteur à demeure implanté sous anesthésie par des enregistrements par contact des pattes sur une grille, permettant ainsi de se dispenser de chirurgie d’implantation. De plus, en comparant l'état général du bien-être des souris avec les enregistrements non invasifs de leur activité autonomique, ce projet permettra d'évaluer la pertinence de cette dernière comme indice précoce d'une détérioration du bien-être animal Pour évaluer le bien-être des animaux, le suivi clinique quotidien sera évalué par un score de 0 à 2 pour chacune des 5 composantes suivantes : apparence (qualité du poil, propreté des yeux et du nez), posture et mobilité, comportement dans la cage d’hébergement et signes cliniques comme présenté dans l’annexe 1. Lorsque le total des différents scores sera supérieur à 8, il sera considéré que les animaux ont atteint un point limite et seront sacrifiés pour mettre fin à leur souffrance. La décision est prise par le responsable du projet en accord avec la structure chargée du bien-être de l'établissement utilisateur où sont hébergés les animaux.
Choix des espèces
Le choix de la souris adulte comme modèle biologique repose sur les fortes homologies anatomiques et fonctionnelles du système nerveux central entre les rongeurs et l'Humain. Ces similitudes, conservées au cours de l'évolution des mammifères, concernent tant la diversité des populations cellulaires cérébrales que les processus moléculaires sous-jacents aux fonctions supérieures. Le modèle murin constitue ainsi un outil translationnel de référence pour l'étude des mécanismes cellulaires et le développement de stratégies pharmacologiques ciblant les altérations émotionnelles, cognitives et décisionnelles. Le choix de la souris adulte est ici impératif, ce stade de maturité étant le seul à garantir l’expression complète et stable du répertoire comportemental complexe (anxiété, dépression, processus décisionnels). L’utilisation exclusive d’animaux adultes permet ainsi d’étudier des mécanismes physiopathologiques pleinement établis.
Etude de l’effet de l’exposition aux UV sur le taux sérique de vitamine D et sur le bien-être animal des ouistitis
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Pour mesurer si une exposition à des lampes UVB relève leur taux de vitamine D, 32 ouistitis d'un centre d'élevage vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Chaque individu subit deux captures avec anesthésie à un mois d'intervalle, un prélèvement d'un millilitre de sang et une coupe de poils à la tondeuse, complétés par quatre récoltes de selles sans contention. Le porteur relève des hématomes possibles après la ponction et un stress au retour de l'animal dans son groupe, et annonce des mesures de cortisol, d'ocytocine et de comportements comme les stéréotypies ou l'hyperagitation. La carence que le projet cherche à corriger vient des conditions d'hébergement qu'il décrit lui-même, des installations intérieures où l'accès aux UVB reste limité, et tous les ouistitis sont gardés vivants au terme de l'étude.
Objectifs
L'utilisation des ouistitis en recherche biomédicale est en expansion et la nécessité d'une gestion adaptée des conditions d'hébergement requiert une attention accrue. La nutrition et les paramètres environnementaux — tels que l’éclairage, la température ou l’enrichissement du milieu — jouent un rôle clé à chaque stade de leur vie, influençant leur croissance, leur développement, et leur bien-être. La synthèse cutanée de vitamine D3, essentielle au métabolisme osseux et à la régulation immunitaire, dépend chez les ouistitis, comme chez d’autres vertébrés, d’une exposition aux rayonnements UVB. En milieu naturel, la lumière solaire directe permet de couvrir ces besoins. En captivité, les animaux sont souvent maintenus dans des installations intérieures où l’accès aux UVB est limité (vitres, éclairage artificiel, exposition indirecte) ce qui les expose à un risque de carence en vitamine D3, avec des conséquences potentielles sur leur santé et leur bien-être, ce qui est classiquement compensé par l'alimentation. Une étude pilote menée sur 6 ouistitis dans un centre a révélé un niveau sanguin de vitamine D trop bas chez les sujets testés. L’installation de lampes UVB au-dessus de leurs volières a permis non seulement d’augmenter leurs taux sanguins de vitamine D3, mais aussi de réduire significativement des comportements indicateurs de stress (périodes d’inactivité prolongée, grattage, phases d’hyperagitation locomotrice). Ces résultats préliminaires suggèrent un lien entre l’exposition aux UVB, la synthèse de vitamine D3 et l’amélioration du bien-être animal. Pour approfondir ces observations, un projet transversal a été initié dans 4 centres hébergeant des colonies de ouistitis dans des conditions d’hébergement variées. Ce projet vise à : 1. Évaluer l’impact des lampes UVB sur les taux sanguins de vitamine D3 afin de confirmer l’efficacité de cette méthode pour prévenir les carences. 2. Analyser les effets comportementaux de l’exposition aux UVB, en mesurant la fréquence des comportements associés au stress ou au bien-être. 3. Mesurer les taux de deux hormones clés dans les selles et poils des ouistitis. Le cortisol, hormone liée au stress, et l’ocytocine, associée au bien-être et à la régulation des interactions sociales, fourniront des indicateurs biologiques. Une diminution du cortisol et une augmentation de l’ocytocine seraient ainsi corrélées à une amélioration du bien-être.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à étudier les effets d’une exposition contrôlée aux rayonnements UVB sur la production endogène de vitamine D3 — une vitamine clé pour de nombreuses fonctions physiologiques — ainsi que sur des marqueurs hormonaux et comportementaux du bien-être animal. Seront notamment évalués les taux sériques de vitamine D3, les niveaux d’ocytocine (indicateur de bien-être et de lien social), les taux de cortisol (marqueur de stress), ainsi que des paramètres comportementaux tels que l’inactivité, les stéréotypies, l’hyperagitation, l’exploration et les interactions sociales. In fine, ce projet contribuera à mieux définir les conditions d’hébergement standards et leurs effets sur le bien-être des ouistitis, une espèce modèle en recherche biomédicale. Parallèlement, les méthodologies de dosage non invasives développées dans cette étude pourront être appliquées à d’autres espèces de primates non humains, voire à d’autres vertébrés partageant des mécanismes physiologiques similaires. Les résultats obtenus, qu’ils confirment ou non les hypothèses initiales, permettront d’éclairer les pratiques d’élevage et de conservation. Ils pourraient ainsi proposer des approches innovantes pour améliorer les conditions de vie des animaux en milieu confiné, tout en répondant aux exigences éthiques croissantes. Enfin, une meilleure compréhension de ces mécanismes ouvrira la voie à une standardisation des protocoles et à une amélioration de la rigueur scientifique des études utilisant des modèles animaux, en réduisant les biais liés au stress chronique.
Procédures
Deux prélèvements sous anesthésie à 1 mois d'intervalle (1mL de sang et poils coupés à la tondeuse). Les anesthésies dureront entre 5 et 10 minutes. 4 prélèvements de selles non invasifs sans contention ni anesthésie.
Impact sur les animaux
Stress lors des captures, anesthésies, hématome possible suite au prélèvement sanguin, stress potentiel au retour de l'animal dans son groupe.
Devenir
Tous animaux seront gardés en vie à la fin du projet, l’obtention de résultats dans ce projet n'étant pas invasif et ne nécessite pas la mise à mort des animaux.
Remplacement
L’objectif de l’étude est l’amélioration du bien-être des ouistitis hébergés en captivité dans nos colonies et une amélioration de leurs conditions de vie. Le ouistiti constitue ici l’objet même du projet et pas seulement le modèle utilisé pour atteindre l’objectif. Il n’est pas possible de remplacer l’espèce étudiée par des alternatives non animales dans ce contexte.
Réduction
Pour obtenir des résultats significatifs, nous avons déterminé par test statistique la nécessité d’étudier un total de 112 à 192 ouistitis pour l'ensemble de l'étude sur 4 établissements (28 à 48 individus/centre). Un minimum de 24 animaux par site (12 par groupe de traitement) est requis. Cependant, compte tenu de la forte variabilité observée, une cible de 28 à 48 animaux par EU est recommandée pour permettre des analyses statistiques robustes. Le centre hébergeant actuellement 32 animaux tous seront inclus (sauf les jeunes de moins d'un an moment de l'étude et les femelles allaitantes).
Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupes sociaux ou en famille en volières ou en cages avec un enrichissement structurel (hamac, tunnel, branche, etc.) et alimentaire favorisant les comportements naturels (insectes vivants, gomme arabique). Les animaux impliqués dans ce projet proviennent de notre élevage et sont habitués des tous petits à la présence humaine. De plus, les animaux qui participeront au projet sont régulièrement entraînés par conditionnement opérant. Lors des phases expérimentales et l'observation, les captures et manipulation seront effectuées par les personnes assurant leur entrainement de manière à limiter le stress lié à la manipulation. Lors des phases de prise de sang les animaux seront anesthésiés et leur réveil sera surveillé, tout comme les interactions sociales seront monitorées dans les heures et jours suivants l’intervention pour s’assurer qu’aucun conflit ne survienne par les zootechniciens et l’équipe en charge du bien-être animal ; dans le cas contraire une surveillance accrue sera initiée. Les prélèvements seront réalisés sous anesthésie afin de réduire le stress. Une anesthésie gazeuse sera utilisée ce qui permet un endormissement et un réveil plus rapide par rapport aux autres techniques ou molécules.
Choix des espèces
Le projet a pour objectif l’amélioration du bien-être d'animaux d'une colonie de ouistitis hébergés en animalerie intérieure n'ayant pas d'accès extérieur et par conséquent aux rayons solaires. La pertinence de l'espèce animale est ainsi en lien avec les besoins spécifiques de l'espèce en termes de conditions d'hébergements, amélioration du bien-être et besoins vitaminiques. Des individus de plus de 1 an seront étudiés pour obtenir des résultats sur des adultes, la croissance affectant l'état physiologique de l'animal et possiblement les niveaux de vitamine D. Nous exclurons de l’étude les femelles adultes gestantes ou allaitantes puisque le niveau de vitamine D change également avec l’état physiologique de l’animal.
Effets de l’aromathérapie sur le stress lié au transport chez la souris
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Transportées pendant deux heures avec ou sans diffusion d'une odeur présentée comme apaisante, 36 souris passent ensuite dix minutes en champ ouvert puis cinq minutes dans un labyrinthe en croix surélevée, trois fois au total, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Le projet mesure le stress provoqué par le transport et vérifie si les animaux retrouvent un état stable après la semaine d'acclimatation habituelle, durée que le porteur décrit comme admise sans vérification réelle. Les bénéfices annoncés joignent l'amélioration du bien-être des animaux non-humains transportés et une meilleure fiabilité des résultats scientifiques. Aucune souris n'est tuée dans ce projet, leur état de santé restant intact, ce qui permet de les réutiliser ensuite dans d'autres protocoles.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de mieux comprendre comment le transport influence le stress chez les souris utilisées en recherche, et de déterminer si l’utilisation d’odeurs apaisantes peut réduire ce stress. Le transport est une étape fréquente mais potentiellement stressante pour les animaux. Il peut modifier leur comportement (activité, exploration, anxiété) ainsi que leur état physique (poids, indicateurs biologiques du stress). Ces effets peuvent durer dans le temps et influencer les résultats des expériences. Pourtant, cette phase reste encore peu étudiée, et on considère souvent, sans réelle vérification, que les animaux retrouvent un état normal une semaine après leur arrivée au laboratoire (durée généralement utilisée). Le projet a donc plusieurs objectifs : - mesurer les effets du transport sur le comportement et l’état émotionnel des souris ; - identifier les paramètres les plus affectés par ce stress ; - tester si une odeur décrite comme apaisante utilisée pendant le transport permet de limiter ces effets. Un suivi dans le temps permettra également de vérifier combien de temps est réellement nécessaire pour que les animaux retrouvent un état stable après le transport. À terme, ce projet vise à améliorer le bien-être des animaux et à proposer des solutions simples pour réduire le stress lié au transport, permettant in fine, d’améliorer la fiabilité des résultats scientifiques.
Bénéfices attendus
En comparant des animaux de différents groupes (déjà présents au laboratoire (non transportées), transportées dans des conditions classiques, transportées avec une odeur supposée apaisante). Ce projet permettra de mieux comprendre l’impact réel du transport, de déterminer le temps nécessaire pour que les animaux retrouvent un état normal (et peut-être raccourcir ou allonger la durée conseillée pour l’acclimatation des animaux), de vérifier si l’odeur réduit le stress et/ou accélère la récupération. À terme, ces résultats pourraient améliorer les conditions de transport et le bien-être des animaux, tout en rendant les résultats scientifiques plus fiables et plus homogènes.
Procédures
Les interventions sont simples et non invasives. Elles comprennent des manipulations douces, le transport (avec ou sans odeur), la collecte d’excréments et des tests comportementaux. Le transport dure environ 2 heures. Les tests comportementaux sont réalisés trois fois : • test d’activité et d’exploration en openfield (10 minutes) ; • test d’anxiété en labyrinthe en croix surélevée (5 minutes). La durée totale des tests est d’environ 15 minutes par session. Un suivi quotidien est également réalisé (observation de l’état général et pesée), pour une durée d’environ 2 minutes.
Impact sur les animaux
Les effets attendus sont limités et principalement liés au stress du transport et des tests comportementaux, notamment les premiers qui seront réalisés juste après le transport. Le transport peut provoquer un inconfort temporaire (bruit, vibrations, manipulation), entraînant une augmentation passagère de l’anxiété ou de l’activité (nuisance légère). Les tests comportementaux peuvent générer un léger stress lié à un environnement nouveau, mais ils ne provoquent ni douleur ni blessure (nuisance légère). L’odeur utilisée pourrait être désagréable pour certains animaux, mais les quantités seront adaptées pour éviter tout effet nocif (nuisance légère).
Devenir
Les animaux ne subissent aucune procédure invasive ni douloureuse. Leur état de santé n’est pas altéré, ce qui permet leur réutilisation dans d’autres projets, conformément à la réglementation.
Remplacement
L’utilisation d’animaux est nécessaire car le projet étudie des comportements et des réactions au stress dans une situation réelle (le transport). Ces phénomènes ne peuvent pas être reproduits par des méthodes alternatives comme des cultures de cellules ou des modèles informatiques.
Réduction
Le nombre d’animaux a été limité au strict minimum nécessaire. Chaque animal est suivi dans le temps, ce qui permet de recueillir plusieurs données sur le même individu et d’avoir des données répétées à analyser, tout en évitant d’utiliser des lots d’animaux différents . Les méthodes d’analyse choisies permettent d’exploiter au mieux les données et contribuent à limiter le nombre total d’animaux utilisés.
Raffinement
Les procédures sont non invasives et conçues pour limiter le stress. Les manipulations sont réalisées par du personnel formé et les tests sont courts et adaptés aux animaux. Le projet vise lui-même à améliorer les conditions de transport, ce qui constitue une démarche de raffinement.
Choix des espèces
La souris est une espèce couramment utilisée en recherche, notamment pour l’étude du stress et du comportement. Son comportement est bien connu et les tests utilisés sont adaptés à cette espèce. Elle est également souvent transportée dans le cadre des pratiques habituelles en laboratoire, ce qui en fait un modèle pertinent pour étudier l’impact du transport. Les animaux utilisés sont adultes afin d’éviter les effets liés au développement, qui pourraient influencer les résultats.
Exploration fonctionnelle d’un nouveau composé antalgique sur les douleurs neuropathiques périphériques chimio-induites
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système nerveux
Pour tester un composé antalgique contre les douleurs provoquées par la chimiothérapie, 1 380 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées à l'issue. Quatre injections leur induisent une neuropathie qui produit pendant une trentaine de jours une sensibilité accrue au toucher et au froid ainsi que des douleurs spontanées, puis elles reçoivent de deux à seize injections du composé à évaluer. Les seuils sont mesurés par le test de Von Frey, par une plaque refroidie à 10 °C et par un enregistrement automatisé du comportement, avant une chirurgie terminale sous anesthésie. Le porteur qualifie ces trois tests de "courts et non invasifs", alors que la totalité des 1 380 souris est déclarée en gravité sévère et que la douleur induite est l'objet même du protocole.
Objectifs
La douleur chronique est un enjeu majeur de santé publique : près d'une personne sur cinq dans le monde en souffre, et les traitements disponibles restent souvent insuffisants ou associés à des effets secondaires importants. Nous cherchons à pallier ce manque en développant de nouveaux médicaments plus efficaces et mieux tolérés. Notre composé est un candidat prometteur pour le traitement de la douleur, qui a déjà montré des résultats encourageants dans des études préliminaires. Avant de pouvoir le proposer aux patients et lancer des essais cliniques chez l'Homme, la réglementation nous impose de démontrer son efficacité et son innocuité dans des modèles animaux. C'est l'objet de ce projet.
Bénéfices attendus
À court terme (1-2 ans), ce projet permettra d'identifier un composé potentiellement efficace contre les neuropathies périphériques chimio-induites, pour lesquelles aucun traitement satisfaisant n'existe actuellement. Les données précliniques générées constitueront la base scientifique nécessaire pour une future demande d'autorisation d'essai clinique chez l'homme. À moyen terme (3-5 ans), si les résultats sont positifs, le composé X pourrait entrer en développement clinique (phases I-II). Un effet thérapeutique confirmé chez l'homme bénéficierait potentiellement aux 60% de patients traités par chimiothérapie qui développent ces neuropathies, soit plusieurs centaines de milliers de patients annuellement à l'échelle mondiale. La disponibilité d'un traitement préventif efficace permettrait de maintenir les doses thérapeutiques optimales de chimiothérapie sans interruption, améliorant ainsi les taux de survie des patients cancéreux. Ce projet contribuera à l'avancement des connaissances en neurobiologie de la douleur et pourra orienter le développement d'autres stratégies thérapeutiques par la communauté scientifique internationale.
Procédures
Les animaux seront régulièrement testés tout au long de l'étude à l'aide de trois tests courts et non invasifs : un test de sensibilité au toucher d'une durée d'une heure pour l'ensemble du groupe d'animaux, mais qui ne représente que quelques secondes de stimulation par animal (chaque filament est appliqué pour un maximum de 3s), un test de sensibilité au froid correspondant à moins de 20 secondes par animal, et un enregistrement automatisé de leur comportement général d'une durée de 10 minutes par animal (5 minutes d'habituation et 5 minutes d'enregistrement). Ils recevront également 4 injections pour reproduire les douleurs liées à la chimiothérapie, et entre 2 et 16 injections pour tester le potentiel de notre composé à soulager ou prévenir les douleurs liées à la chimiothérapie respectivement. Enfin, les animaux seront soumis à une chirurgie terminale sous anesthésie.
Impact sur les animaux
Les injections peuvent générer un léger stress passager dû à la contention. La molécule utilisée pour induire le modèle de douleur neuropathique périphérique chimio-induite entrainera une sensibilité accrue au toucher et au froid, ainsi que des douleurs spontanées sur une durée de 30 jours environ, conformément à l'objectif du modèle. Le seuil de sensibilité mécanique sera mesuré à l’aide du test de Von Frey. Ce test génère un léger stress. Cependant tout est mis en place pour minimiser au maximum ce stress (phase d’habituation et d’acclimatation). De plus, le seuil de sensibilité au toucher est repéré par l’animal lui-même. En effet, l’application des filaments (maximum 3s) va provoquer un comportement d’évitement ou un retrait de la patte de l’animal. Nous n’utilisons pas de stimuli au-dessus du seuil de la douleur. Le test de sensibilité au froid expose brièvement l'animal à une surface refroidie à 10°C, avec un temps limite strict de 20 secondes pour prévenir toute douleur. De plus, dès l’apparition d’un comportement de réponse au froid (évitement des pattes avant, léchage des pattes ou mouvements répétés de la patte arrière), l’animal est immédiatement retiré de la plaque froide et remis dans sa cage d’hébergement. L'enregistrement du comportement spontané est entièrement non invasif et sans contact. Une phase d’acclimatation est néanmoins prévue pour minimiser le léger stress pouvant être engendré par la découverte d’un nouvel espace. Pris isolément, chaque test comportemental ne génère qu'un inconfort modéré et de très courte durée Cependant, la classification en degré sévère (5.7) ne reflète pas l'intensité de la douleur à un instant donné, mais tient compte de la durée totale du suivi — environ un mois — avec la succession des différents tests (Von Frey, plaque froide, BlackBox) dans un contexte de douleur chronique induite. C'est cette combinaison — durée prolongée, répétition des tests et maintien d'un état d'inconfort chronique — qui justifie la classification sévère. Toutes ces procédures seront réalisées par un personnel qualifié et expérimenté, et tout sera mis en œuvre pour minimiser les nuisances provoquées.
Devenir
Les animaux seront mis à mort après la fin des expériences de comportement car nous devons prélever leurs tissus qui seront par la suite analysés. En effet, l’analyse est indispensable pour comprendre les mécanismes de la douleur et comment agit notre composé.
Remplacement
La thématique principale de notre laboratoire étant de comprendre la physiologie de la douleur, notre projet nécessite l’utilisation d’animaux et ne peut recourir à des stratégies de remplacement par des méthodes in vitro (modèles cellulaires). En effet, la douleur ne peut être dissociée du système physiologique global de l’animal. 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 le cortex somatosensoriel, et d’interactions complexes entre le système nerveux et le système immunitaire. Ainsi, l’expérimentation animale sur des souris est indispensable à l’étude des phénomènes physiologiques et à la réalisation de notre projet. De plus, l'utilisation de la souris en tant que modèle expérimental nous permet d'étudier le rôle de populations neuronales définies dans la physiologie de la douleur.
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. L'effectif total résulte de deux choix délibérés visant à protéger chaque animal individuellement. D'une part, les différentes procédures sont réparties entre plusieurs groupes distincts plutôt que d'être toutes appliquées aux mêmes animaux, ce qui réduit le nombre d'interventions par animal au prix d'un effectif global plus élevé. D'autre part, l'inclusion d'un outil d'enregistrement automatisé du comportement naturel spontané nécessite l'ajout de groupes d'animaux ne recevant pas de molécule de chimiothérapie. Ces groupes contrôles permettent à la fois de distinguer les effets propres des médicaments analgésiques testés des potentiels effets antalgiques liés à la douleur, et d'écarter toute modification de comportement due à une simple habituation de l'animal au dispositif d'enregistrement au fil des sessions. Ces groupes contrôles sont indispensables à une interprétation rigoureuse des résultats. Les expérimentateurs ont été formés et maitrisent les méthodes utilisées. 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 adéquate d'anesthésique/analgésique lors des procédures expérimentales ; 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. 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 7 semaines auprès du fournisseur agréé de manière qu'ils s'acclimatent à notre animalerie.
Signatures physiopathologiques des réseaux épileptogènes dans les hétérotopies corticales
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Rats : 589
Électroporées in utero après ouverture de l'abdomen de leur mère, opérées à la naissance ou à l'âge adulte par craniotomie pour recevoir électrodes ou canules, 779 souris et 589 rats vont être utilisés, dont 184 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils développent des crises d'épilepsie spontanées ou provoquées par des injections répétées d'un agent convulsivant ou par un séjour de vingt minutes dans une enceinte chauffée, avec secousses musculaires, mâchonnements et hypersalivation. Leur activité cérébrale est enregistrée trois jours par mois, pendant un à six mois selon l'espèce. Tous sont tués pour prélever le tissu cérébral, les crises provoquées qui ne cessent pas d'elles-mêmes après cinq minutes étant stoppées par injection d'une benzodiazépine.
Objectifs
Les malformations du cortex cérébral sont à l'origine d'épilepsies pharmaco-résistantes chez l’enfant et l’adolescent. L'étude des mécanismes conduisant à ces épilepsies est un défi, car les malformations corticales sont généralement diagnostiquées seulement après les premières crises. En outre, il est impossible d'accéder directement aux changements qui se produisent dans le cerveau des patients et conduisent à l'émergence et à la progression de l'épilepsie. C’est pourquoi les organismes modèles sont essentiels pour mieux comprendre cette maladie et de son évolution, et pour développer de meilleurs traitements. Dans ce projet, nous utiliserons des enregistrements électrophysiologiques pour étudier l'activité électrique du cerveau, des analyses du transcriptome pour mesurer l'expression des gènes, ainsi que des analyses histologiques et anatomiques. Cette approche combinée, multimodale, sera appliquée chez plusieurs modèles rongeurs reproduisant des malformations corticales similaires à celles rencontrées chez l’humain, et responsables de crises d’épilepsie. Cette étude nous aidera à mieux comprendre l’évolution pathologique de l'activité cérébrale, en la reliant aux régions cérébrales impliquées et aux changements dans l'expression des gènes, à des étapes cruciales de cette évolution : avant que les crises n’apparaissent, au moment des premières crises et lorsque la maladie est établie. Notre objectif à long terme est d’identifier de nouveaux marqueurs prédictifs de la progression de l’épilepsie, ainsi que des candidats potentiels pour des thérapies ciblées visant à en infléchir l’évolution.
Bénéfices attendus
Notre objectif à long terme est de mieux comprendre les réseaux responsables des crises dans les hétérotopies de la matière grise (des malformations cérébrales responsables d'épilepsie), d’identifier de nouveaux marqueurs prédictifs de la progression de l’épilepsie, ainsi que des gènes candidats ou mécanismes potentiels pour des thérapies ciblées visant à en infléchir l’évolution. Le volet expérimental présenté ici fait partie d’un projet collaboratif au périmètre plus vaste impliquant également des études cliniques menées chez des patients, permettant ainsi un dialogue fructueux entre recherche clinique et préclinique.
Procédures
Les animaux seront soumis à interventions chirurgicales réalisées sous anesthésie/analgésie : 1) pour les femelles gestantes, laparotomie afin d’exposer les cornes utérines et procéder à la transfection par électroporation (entre 30 min et 1h) ; 2) pour les jeunes adultes et les adultes, incision de la peau et implantation des émetteurs de télémétrie entre peau et muscle, incision du scalp et craniotomie pour implantation des électrodes (2h) ; 3) pour les nouveau-nés et juvéniles, incision du scalp et craniotomie pour mise en place de canules pour délivrer des vecteurs viraux (15 à 25 min). Ces interventions sont uniques et sont associés à des soins pré-, per- et post-opératoires. Les animaux seront également soumis à des protocoles d’induction de crises d’épilepsie par des moyens pharmacologiques (injections répétées toutes les 10 min de doses sous-convulsives d’un agent convulsivant, maximum 6 doses et 1h), ou par l’hyperthermie (placement dans une enceinte chauffée pendant 20 min maximum). Lorsque ces crises induites ne cessent pas spontanément après 5 min, elles sont stoppées par injection d’une benzodiazépine. Les animaux seront également soumis à des enregistrements continus et à long terme de l’activité cérébrale réalisés sous monitoring vidéo, sur des périodes de 1-3 mois pour les souris et 4-6 mois pour les rats. Ces enregistrements sont réalisés dans la cage et l’environnement de stabulation, sans contrainte (émetteurs sans fil pouvant être allumés/éteints sans contention grâce à des transpondeurs magnétiques). Ces périodes d’enregistrement durent 3 jours par mois (4-5 sessions de 3 jours sur une période de 6 mois chez le rat ; 3 sessions de 3 jours sur une période de 3 mois chez la souris).
Impact sur les animaux
Les animaux vont subir les nuisances associées aux interventions chirurgicales (laparotomie pour les femelles gestantes et l’implantation des émetteurs de télémétrie, incision du scalp et craniotomie pour implantation des électrodes et des canules), ainsi qu’à l’inconfort associé à la récupération post-chirurgie. Ces nuisances seront contrôlées par l’anesthésie et l’analgésie, ainsi que par les soins pré-, per- et post-opératoires. Les animaux vont subir des crises d’épilepsie spontanées ou induites par des moyens pharmacologiques ou l’hyperthermie. Les crises d’épilepsie spontanées du modèle rat présentant des malformations bilatérales sont des crises « absence » associées à un arrêt comportemental mais sans convulsion ni perte de conscience ni de contrôle postural. Même si elles sont très fréquentes, elles n’entrainent aucun désagrément majeur. Lorsqu’elles sont induites par des conditions favorisant leur survenue (pharmacologie, hyperthermie), les crises sont d’abord associées à des secousses myocloniques des membres et du corps, des mâchonnements, de l’hypersalivation. La phase ultime de la crise est convulsive, tonico-clonique et généralisée. Elle est associée à une perte de conscience brève et transitoire. Si les crises d'épilepsie n'entraînent pas de douleurs physiques, des blessures peuvent néanmoins survenir, liées à des chocs possibles contre les parois de l'enceinte d’observation lors des secousses myocloniques ou des convulsions. Ces blessures, très légères (ex saignements du museau suite à un choc), sont difficiles à prévenir (les parois de la cage ne peuvent pas être capitonnées afin de permettre l’observation) et ne surviennent que très rarement. De plus, les manifestations épileptiques sont peu marquées du fait de l'immaturité des animaux aux stades de développement testés (étude limitée aux stades juvéniles). La récupération post-crise fait l’objet d’un suivi attentif. Si un état de mal épileptique survient et se prolonge plus de 5 minutes, il est stoppé par injection d’une benzodiazépine. La mort de l’animal peut survenir dans de rares cas.
Devenir
A la fin de chaque procédure, les animaux sont mis à mort pour prélèvement du tissu cérébral en vue d’analyses histologiques et anatomiques. Ces analyses sont destinées à confirmer la présence de malformations corticales et à mesurer leur position et étendue, ceci, notamment, afin de réaliser des corrélations anatomo-fonctionnelles. Ces analyses sont également destinées à mesurer l’étendue des régions cérébrales concernées par l’expression des protéines transduites par les vecteurs viraux ou confirmer le site d’implantation des canules ou des électrodes. Enfin, la mise à mort est nécessaire afin d’explanter, le cas échéant, les dispositifs expérimentaux utilisés pour les explorations fonctionnelles (implants de télémétrie, électrodes).
Remplacement
Une part importante des expérimentations est réalisée in vitro (principe de remplacement), sur tranches de tissu cérébral maintenue en survie artificielle lors d’enregistrements électrophysiologiques, ou pour des études transcriptomiques et anatomiques réalisées après extraction de tissu et préparation de spécimens histologiques. Les explorations fonctionnelles menées in vivo sont limitées aux explorations ne pouvant être effectuées que chez l’animal entier. C'est le cas des explorations liées aux crises d'épilepsie, qui nécessitent pour se manifester de préserver le contexte in vivo, permettant d'évaluer modifications comportementales liées à la crise, en plus de l'activité électro-clinique globale.
Réduction
Ce projet combine des approches multiples (moléculaires, anatomiques et fonctionnelles, in vivo et ex vivo) menées chez 4 organismes modèles (et des témoins) appartenant à 2 espèces de rongeurs au sein d’une même équipe de recherche (3 chercheurs, 1 post-doctorant, 1 doctorant, 2 ingénieurs), permettant une utilisation au plus juste des effectifs d’animaux soumis à expérimentation. Les estimations d'effectif sont faites en utilisant un outil d'estimation des effectifs basé sur le calcul de puissance et en tenant compte du taux de succès des expérimentations.
Raffinement
Les explorations fonctionnelles menées in vivo sont limitées aux explorations ne pouvant être effectuées que chez l’animal entier : il s’agit de l’enregistrement de l’activité cérébrale par électro-encéphalographie, pratiquée dans des conditions très semblables aux explorations effectuées chez les patients avec épilepsie (principe de raffinement). Ces enregistrements sont effectués par télémétrie, grâce à des transmetteurs télémétriques permettant des enregistrements sans contrainte ("sans fil"). Les transmetteurs utilisés permettent, en plus du suivi de l'activité électrique cérébrale, de suivre la température corporelle, l'activité motrice et le rythme cardiaque, ce qui garantit une surveillance continue des indicateurs cliniques. Enfin, une partie des animaux explorés fait l'objet d'un suivi vidéo continu pour surveiller les indicateurs comportementaux associés aux crises d'épilepsie.
Choix des espèces
Le rat est adapté aux études électrophysiologiques et comportementales, mais il n’existe que peu de rats génétiquement altérés. La transfection par électroporation (voir procédures) permet d’inactiver l’expression corticale de gènes d'intérêt de manière focale et de créer un cortex mosaïque au sein duquel une population altérée se développe dans un environnement sauvage. Il est ainsi possible de créer des modèles avec des hétérotopies sous-corticales semblables à celles des patients, comme des hétérotopies en bande ou des hétérotopies nodulaires. La souris est adaptée aux études électrophysiologiques et comportementales, et de nombreuses lignées génétiquement altérées sont disponibles, permettant l'étude des conséquences de l'invalidation d'un gène, dans un tissu ou un organe spécifique. Ici, nous étudierons 2 modèles d'hétérotopies induites par l'inactivation conditionnelle et restreinte au télencéphale dorsal de 2 gènes, par croisement avec une lignée Cre. Les 2 modèles présentent des hétérotopies sous-corticales et péri-ventriculaires semblables à celles des patients.
MicroTRF: Effets d’une alimentation diurne chez un primate omnivore nocturne
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
24 des 80 microcèbes seront tués pour prélever leur cerveau et y chercher des traces de formation de nouvelles cellules nerveuses, les 56 autres retournant dans la population captive où ils pourront être réaffectés à d'autres projets, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Pendant cinq mois ils reçoivent des régimes alimentaires différents, dont un régime enrichi en graisses servi pendant leur phase de repos diurne, avec prélèvements sanguins toutes les deux semaines, mesures du métabolisme, de la composition corporelle et tests cognitifs. Cinq jours de calorimétrie en cage individuelle interrompent l'hébergement en groupe, les seuls contacts restants étant vocaux et visuels. Le porteur retient cette espèce pour sa proximité phylogénétique avec l'être humain et pour sa flexibilité métabolique, un microcèbe pouvant varier de 10 % de son poids en une semaine sans que cela soit considéré comme pathologique.
Objectifs
Les mammifères présentent un rythme circadien de 24 heures, permettant de synchroniser les fonctions biologiques aux variations environnementales, notamment l’alternance jour/nuit. Cette synchronisation repose sur l’interaction entre l’horloge centrale et les horloges périphériques, et est principalement régulée par la lumière. La régulation du métabolisme est fortement dépendante de cette coordination pour maintenir l’homéostasie énergétique. Cependant, la pollution lumineuse et/ou des rythmes alimentaires irréguliers peuvent perturber cette synchronisation, induisant un désalignement entre horloges centrale et périphériques. La lumière artificielle nocturne inhibe la sécrétion de mélatonine, perturbant le rythme veille/sommeil et les horloges métaboliques (foie, muscles). Ces désynchronisations augmentent le risque de troubles métaboliques, surtout lorsqu’elles sont combinées à une prise alimentaire durant la phase de repos. La flexibilité métabolique dépend des horloges circadiennes, qui optimisent les processus métaboliques selon le cycle jour/nuit, et apparaît comme un facteur clé de prévention des déséquilibres métaboliques. Elle pourrait prévenir l'apparition de troubles associés à la consommation d'un régime riche en graisses, ou à des heures non conformes au rythme endogène. Cette hypothèse sera testée chez un primate omnivore nocturne qui présente une grande flexibilité métabolique associée à un jeûne comportemental diurne strict. En désynchronisant l'accès à la nourriture du rythme endogène de cet animal (nourrissage de jour pendant la période de repos diurne), nous allons vérifier si sa flexibilité métabolique naturelle prévient l'apparition de troubles métaboliques et cognitifs, même avec un régime enrichi en graisses, contrairement à ce qui est observé chez les rongeurs.
Bénéfices attendus
Nos résultats permettront d’évaluer la flexibilité énergétique d’un primate omnivore face aux variations de son régime alimentaire et d'une perturbation du rythme d'alimentation. Ce projet nous permettra de mieux formaliser les relations entre rythmes biologiques, alimentation, métabolisme et fonction cérébrale chez un modèle connu pour sa très grande flexibilité métabolique, chez qui une exposition à un régime enrichi en graisse n'induit pas de troubles métaboliques ou cognitifs, comme observé chez le rongeur.
Procédures
Tous les animaux de ce projet (N=80) seront exposés à différents régimes alimentaires pendant 5 mois et seront exposés à des prélèvements sanguins réguliers (toutes les 2 semaines), des mesures de leur taux métaboliques, de leur composition corporelle et de leurs capacités cognitives.
Impact sur les animaux
Les possibles effets indésirables attendus résident surtout dans les troubles métaboliques qui pourraient apparaître avec la combinaison d'un régime enrichi en graisses avec un décalage des horaires de prise alimentaire par rapport au rythme circadien naturel de l’animal. Néanmoins, le régime enrichi en graisses a déjà été testé dans un précédent projet et n'a pas induit de troubles physiologiques et cognitifs, même après 5 mois. Le suivi des paramètres sanguins (glycémie et acides gras circulants) ainsi que des indices comportementaux au quotidien (signes de prostration, absence d’alimentation, symptômes apparents de gêne ou de douleur, agressivité, surléchage, etc) permettront de s'assurer du maintien du bien-être des animaux. A cet égard, le microcèbe se caractérise par une très grande flexibilité métabolique; nous faisons l'hypothèse que les changements de régime alimentaire ne devraient pas affecter sur le long-terme l'état de santé des animaux. Nous précisons toutefois que les volumes et fréquences prévues sont très en deçà des volumes maximaux recommandés.
Devenir
A l'issue de l'unique procédure de ce projet qui sera appliquée sur une durée de 5 mois, 56 animaux seront maintenus en vie et retourneront dans la population captive et pourront éventuellement être réutilisés pour d'autres projets en fonction de la compatibilité des procédures. Les 24 autres animaux seront seront euthanasiés dans le but de réaliser des prélèvements de tissus fixés, en particulier pour évaluer par marquage immunohistochimique les effets des régimes alimentaires sur certains processus cérébraux (formation de nouvelles cellules nerveuses par exemple.
Remplacement
Le recours aux animaux se justifie pleinement et ne peut être remplacé car les études physiologiques portant sur des influences métaboliques ne peuvent être réalisées que chez des animaux vivants, dans un système intégré. Par conséquent, l’impact du régime enrichi en graisses et de la synchronisation/désynchronisation de la prise alimentaire avec le cycle circadien de l’animal sur ses capacités cognitives ne sera observable qu’en réalisant des tests de mémoire sur animaux vivants. De même, nous ne pouvons pas mimer la flexibilité métabolique in vitro ou ex vivo, il est donc nécessaire d’utiliser l’animal dans son entier.
Réduction
Pour la majorité des tests effectués dans l’étude (mesure des paramètres sanguins, urinaires, métaboliques, comportementaux et cognitifs), et afin de répondre à l’exigence de réduction du nombre d’animaux, un nombre de 10 animaux adultes par sexe et par groupe expérimental a été déterminé pour assurer un pouvoir statistique suffisant, prenant notamment en compte la variabilité interindividuelle. Pour les mesures immunohistochimiques, nécessitant le recours au sacrifice des animaux, le nombre d'animaux nécessaires a été réduit à 3 par condition expérimentale (N=24 au total), ce qui est classiquement réalisé dans ce type d’étude et permet d’atteindre des seuils statistiques satisfaisants afin de déceler des effets entre les groupes expérimentaux, notamment pour les processus comme la neurogenèse.
Raffinement
Le but de cette étude étant de caractériser l'impact du régime alimentaire sur la physiologie et les capacités cognitives, une grande attention sera portée au maintien des conditions optimales pour le bien-être des animaux en essayant d’être le moins intrusif possible et donc d'observer les animaux dans les conditions les plus physiologiques possibles. Dans cette optique, les animaux seront maintenus en groupe durant la majeure partie de l’étude (et non isolés comme il est souvent le cas dans les protocoles de suivi du régime alimentaire) et dans leurs pièces d'animalerie respectives pour réduire le stress. Cela ne sera pas le cas lors des périodes de calorimétrie indirecte pendant lesquelles les animaux seront hébergés dans des cages individuelles pendant 5 jours, permettant néanmoins des interactions vocales et visuelles. Les animaux bénéficieront donc d'un environnement familier et enrichi selon les pratiques habituelles de l'animalerie. L'ensemble des procédures expérimentales appliquées a été raffiné au cours des dernières années afin de limiter le stress et le mal-être des animaux, en étant notamment pratiquées par des opérateurs expérimentés. Tous les animaux seront surveillés quotidiennement afin de s’assurer du bien-être des animaux utilisés. Pour cela, des indicateurs comme le poids de l’animal, la prostration, l’absence d’alimentation, des symptômes apparents de gêne ou de douleur (irritations, etc) ou enfin des troubles du comportement (agressivité, sur-léchage, etc) sont particulièrement suivis. En particulier, chez cette espèce saisonnière, les variations de poids peuvent aller jusqu’à 10% en une semaine. Une perte de poids sera considérée comme pathologique à partir du moment où ce seuil sera dépassé. Dans ce cas, en accord avec la SBEA, l'animal est retiré de l'expérience et on s'assure qu'il récupère correctement (reprise de poids); si tel n'est pas le cas, on procède à l'euthanasie après concertation avec le vétérinaire référent.
Choix des espèces
Outre sa proximité phylogénétique avec l’Homme, l'espèce utilisée dans ce projet est particulièrement adaptée à l’étude des mécanismes impliqués dans la flexibilité métabolique. En effet, cette espèce hétérotherme (capable d'exprimer des phases d'hypométabolisme - torpeurs journalières - pour économiser pour économiser de l'énergie) est capable d'ajuster son métabolisme en fonction de la disponibilité alimentaire, comme c'est le cas dans son milieu naturel (variation en qualité et quantité du régime alimentaire au cours de l'année). Par ailleurs, cette espèce exprime une rythmicité circadienne et circannuelle très robuste avec des phases d'activité et de repos très marqués. C'est donc un excellent modèle pour explorer les liens entre horloges biologiques, métabolisme et fonction cérébrale. Toutes les procédures du projet se feront sur des animaux ayant atteint l’âge adulte (entre 2 et 5 ans) pour ne pas perturber la courbe de croissance des animaux et ne dépassant pas la demi-vie de l’espèce afin de ne pas introduire de variabilité à nos mesures qui pourrait être causée par le processus de vieillissement.
Comment un manque en oxygène affecte la relation entre le comportement et le métabolisme énergétique : cas d’un poisson côtier le bar commun
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
Soumis à une biopsie musculaire sur le flanc gauche, puis à une seconde sur le flanc droit trois semaines plus tard, 25 bars communs vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Entre les deux prélèvements ils sont maintenus en hypoxie constante ou en oxygénation normale, puis placés douze heures dans un tunnel de nage avant la mesure de leur performance. Le porteur affirme qu'il est impossible de remplacer les poissons, seule l'expérimentation permettant selon lui d'observer les réponses physiologiques et comportementales dans des conditions fluctuantes. Tous sont tués à l'issue, pour prélever leurs tissus et déterminer leur sexe.
Objectifs
A cause du changement climatique, les phénomènes hypoxiques, durant lesquels la concentration en oxygène diminue, sont de plus en plus fréquemment rencontrés dans le monde marin, notamment à cause du réchauffement global des océans et des vagues de chaleur. Les poissons présentent des degrés de tolérance variables à l’hypoxie (au manque en oxygène), notamment en fonction de la durée et de l’intensité de ces épisodes hypoxiques. Ce projet a pour objectifs de mesurer les conséquences d’une exposition chronique à l’hypoxie sur le métabolisme énergétique et le comportement du bar commun, et de mesurer comment l’hypoxie affecte la relation entre le métabolisme cellulaire et le comportement de nage des poissons. Grâce à ce projet, les changements du comportement et du métabolisme cellulaire face à différentes conditions environnementales seront mesurés à plusieurs reprises chez les mêmes individus, afin de mesurer l’évolution temporelle des réponses physiologiques et comportementales des organismes. De plus, l’établissement de la relation entre comportement et métabolisme est essentiel pour mieux appréhender les effets du changement climatique à différentes échelles biologiques, et pour mieux prédire les effets futurs des changements globaux sur les organismes aquatiques.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra tout d’abord de parfaire la technique de la biopsie pour mesurer le métabolisme cellulaire à plusieurs reprises chez les mêmes individus, et ainsi permettre un suivi temporel de chaque individu. Cela permettra au long terme de mettre en place des protocoles expérimentaux pour un suivi du métabolisme énergétique sur des espèces non modèles, comme des espèces sauvages. De plus, l’établissement de profils physiologiques et comportementaux face à l’hypoxie permettra de mieux comprendre les stratégies mises en place par les individus à différentes échelles biologiques pour faire face aux stress environnementaux.
Procédures
Une étude préliminaire permettra de moduler la durée minimale requise pour que la biopsie cicatrise entièrement et pour que le poisson puisse effectuer une performance de nage à la suite de la biopsie. La durée préétablie est fixée à 7 jours post-prélèvement, en se basant sur de la littérature publiée. Les poissons subiront une biopsie musculaire sur le flanc gauche afin d’étudier les réponses des poissons face à cette intervention, et attester de leur bonne récupération et de la bonne cicatrisation de la zone biopsiée, avant d’effectuer une performance de nage. Les poissons inclus dans le projet principal seront marqués sous anesthésie, grâce à l’implantation d’une puce en intramusculaire. Après quoi une première biopsie musculaire sera effectuée après anesthésie sur le flanc gauche de chaque poisson, afin de mesurer leur métabolisme musculaire. Trois semaines plus tard, après que les poissons auront été exposés à différentes conditions environnementales (normoxie [conditions normales en oxygène] ou hypoxie constante [diminution en oxygène]), une deuxième biopsie sur le flanc droit sera effectuée, puis 7 jours plus tard (ce temps de récupération pourra être modulé en fonction des résultats de l’étude préliminaire), la performance de nage des poissons sera mesurée. Les individus seront ensuite mis à mort afin de prélever leurs tissus pour des analyses a posteriori, et afin de déterminer le sexe des poissons.
Impact sur les animaux
A la suite des biopsies, les effets indésirables pourraient être l’apparition d’infections au niveau des zones biopsiées. Une augmentation du stress due à la manipulation des poissons (mise en place dans le tunnel de nage) pourrait également être visible au niveau comportemental (diminution de l’activité, diminution de la prise alimentaire). La fatigue associée à la mesure de la performance de nage est transitoire, d’une durée inférieure à 5 minutes.
Devenir
Tous les individus seront mis à mort afin de collecter leurs tissus pour des analyses a posteriori et déterminer leur sexe.
Remplacement
A l’heure actuelle, il est impossible de remplacer les poissons car seule l’expérimentation sur animaux permet d’étudier les réponses physiologiques et comportementales des organismes dans des conditions environnementales stressantes et fluctuantes. Cette vision, allant de la cellule à l’individu en entier, permet d’étudier de façon globale les interactions complexes entre les différents niveaux biologiques.
Réduction
L’identification de chaque individu permet un suivi individuel et temporel, en limitant ainsi le nombre d’individus requis. Cependant, nous avons gardé un groupe témoin (en conditions normales en oxygène ou normoxie) en plus du groupe expérimental (en hypoxie constante), ce qui permettra d’estimer la part de variabilité au sein des individus au cours du temps dans des conditions contrôles (donc en normoxie).
Raffinement
Toute manipulation des poissons sera faite avec le port de gants. Lors de l’implantation du marqueur, les poissons seront anesthésiés et analgésiés, puis seront replacés individuellement dans leur bassin d’origine après avoir complètement récupéré. Lors de la biopsie au niveau du muscle sur la ligne latérale, le poisson sera placé sur une alèze humide qui recouvrira également sa tête. La plaie sera recouverte d’un pansement hydrorésistant et désinfectant pour limiter les risques de surinfection et améliorer le processus de cicatrisation. Lors de la manipulation des poissons pour la mise en place de la mesure de performance de nage, les poissons recevront une sédation légère au préalable de leur sortie de l’eau, de leur mesure, et de leur placement dans le tunnel de nage. Le temps d’acclimatation dans le tunnel de nage sera ensuite de 12h avant le début de la mesure de la performance de nage. Le tunnel de nage sera placé dans une salle spécifique sans passage afin de limiter les nuisances sonores, et il sera recouvert d’une bâche noire afin de limiter les nuisances visuelles pendant la période d’acclimatation mais aussi durant la mesure de la performance de nage et pendant la récupération suivant la mesure. Avant d’être replacé dans leur bassin d’origine après la mesure de performance de nage, les poissons récupèreront durant 2h dans le tunnel à une vitesse réduite de courant (0,5 longueurs de corps par seconde). Tout au long du projet, les poissons seront surveillés quotidiennement afin de vérifier des changements potentiels de leur comportement, indices de leur bien-être (activité, alimentation, poids).
Choix des espèces
Le bar commun est une espèce emblématique de la côte Atlantique française, qui est essentielle sur les plans écologique et économique. Comprendre les réponses métaboliques et comportementales du bar face à des variations de la disponibilité en oxygène permettra de mieux caractériser sa résilience face à ces stress environnementaux. Les animaux seront étudiés au stade jeune adulte, avec une taille adaptée aux tunnels de nage que nous avons à disposition aux laboratoires.
Exploration du lien entre cognition, réactivité émotionnelle et motivation pour la diversité alimentaire chez les ovins
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Pour mesurer si des agnelles acceptent de s'éloigner de leurs congénères afin d'accéder à une ration variée, 36 agnelles d'environ huit mois vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chacune subit dix-huit sessions d'isolement social de cinq à dix minutes et une restriction alimentaire de quatre à cinq heures les jours de test. Toutes seront réintégrées dans le troupeau reproducteur de l'unité expérimentale, le porteur invoquant la nature non invasive des procédures. Il présente ces travaux comme une contribution au bien-être des ovins et annonce que ces connaissances "pourraient être valorisées dans les systèmes d'élevage ovins" par des stratégies de conduite ajustées aux profils individuels.
Objectifs
Les modes d’alimentation des ruminants domestiques sont très variables et offrent des possibilités plus ou moins importantes d’exprimer leur comportement alimentaire. Des études montrent que, lorsqu’ils en ont la possibilité, les ruminants sélectionnent des régimes diversifiés et que cette diversité peut stimuler l’ingestion. Il apparaît ainsi pertinent d’évaluer les effets de la monotonie alimentaire sur la satisfaction des besoins comportementaux, ainsi que le potentiel de la diversification alimentaire comme forme d’enrichissement du milieu. Par ailleurs, des travaux suggèrent que les différences individuelles de réactivité émotionnelle et de capacités cognitives influencent les comportements alimentaires, notamment les stratégies de recherche de nourriture et la plasticité comportementale. Toutefois, le lien entre ces profils individuels et la motivation intrinsèque pour certains types de ressources, comme la diversité alimentaire, reste peu exploré. De plus, une préférence pour des régimes alimentaires variés est souvent observée, mais pas systématique et les déterminants de ces variations interindividuelles restent mal compris. Ce projet vise à déterminer si les différences interindividuelles en termes de réactivité émotionnelle et de capacités cognitives sont associées à la motivation pour des stimuli diversifiés (olfactifs ou alimentaires) chez des agnelles. Les objectifs sont (1) d’évaluer la faisabilité d’un paradigme expérimental de labyrinthe spatial à difficulté modulable permettant d’évaluer des caractéristiques individuelles de réactivité émotionnelle et de capacités cognitives, (2) d’évaluer si des stimuli olfactifs diversifiés possèdent une valeur motivationnelle suffisante pour entrer en conflit avec la motivation sociale de rejoindre des congénères, (3) de déterminer si la diversité des aliments proposés (vs. le même aliment, situation monotone) possède une valeur motivationnelle suffisante pour entrainer un éloignement du groupe social (situation de conflit motivationnel), (4) explorer le potentiel lien entre motivation pour la diversité et profils individuels Nos hypothèses sont que les agnelles : - présenteront des profils de réactivité émotionnelle et de capacités cognitives variés, - montreront une motivation (liée aux profils individuels variés) plus élevée pour les ressources diversifiées, se traduisant par un retard à rejoindre leurs congénères ou une plus grande propension à s’en éloigner,
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de cette étude sont de mieux caractériser la valeur motivationnelle de la diversité alimentaire chez des ovins, au-delà de la simple mesure de consommation ou de préférence. En mettant l’accès à une ressource diversifiée en conflit avec le maintien de la proximité sociale, ce projet visera à évaluer si les animaux sont prêts à fournir un effort comportemental pour accéder à cette diversité. Les résultats contribueront ainsi à déterminer si la diversité alimentaire peut être considérée comme une forme d’enrichissement, susceptible de favoriser l’exploration, le choix et le contrôle de l’environnement alimentaire, et donc de participer au bien-être des ovins. Par ailleurs, l’exploration du lien entre les préférences alimentaires et les profils individuels de cognition et de réactivité émotionnelle permettra de mieux comprendre l’origine des variations interindividuelles observées dans les comportements alimentaires. Cela pourrait donc contribuer à identifier les mécanismes sous-jacents à ces différences, encore peu documentés chez les animaux d’élevage. À plus long terme, ces connaissances fondamentales pourraient être valorisées dans les systèmes d’élevage ovins, par exemple en permettant le développement de stratégies de conduite plus adaptées aux profils individuels (ajustement de la diversité des aliments mis à disposition, mise en place de rotations de ressources alimentaires…). Ces approches pourraient permettre de mieux répondre aux besoins individuels des animaux et ainsi contribuer à l’amélioration de leur bien-être.
Procédures
Isolement social des animaux (avec maintient du contact olfactif et auditif), au cours de 18 sessions de 5 ou 10min maximum
Impact sur les animaux
Les périodes de test impliqueront un isolement social partiel et temporaire, pouvant être perçu comme relativement stressant par les animaux ; cet isolement (n’excédera pas 10min par individu). L’utilisation du dispositif expérimental, qui constitue un nouvel environnement pour l’animal, est susceptible d’induire une réponse de stress. Ce projet implique également une légère restriction alimentaire (de 4 à 5h par jour) lors des tests, mais l’eau restera ad libitum.
Devenir
À l’issue de la procédure expérimentale, les animaux seront réintégrés dans le troupeau reproducteur de l’unité expérimentale, Ce choix est justifié par la nature non invasive des procédures utilisées dans ce projet, qui n’altèreront pas l’intégrité physique ou de l’état sanitaire des animaux. L’état sanitaire et comportemental des animaux sera vérifié avant leur réintégration dans le troupeau.
Remplacement
Il n’existe pas à notre connaissance de données bibliographiques documentant le lien entre le profil cognitif et de réactivité émotionnelle des ovins et leur motivation pour la diversité alimentaire. L’espèce ovine est ici le modèle d’intérêt, et seul l’animal dans son intégralité peut permettre de répondre aux objectifs puisqu’ils nécessitent d’évaluer des réponses comportementales complexes impliquant cognition et interactions sociales. Aucun modèle in vitro ou autre méthode alternative ne permettrait de reproduire ces processus.
Réduction
L’effectif de 36 agnelles est compatible avec le nombre minimum nécessaire pour pouvoir mettre en évidence des différences statistiquement significatives sur les variables étudiées, tout en limitant le nombre d’animaux utilisés conformément au principe de réduction. Ce nombre est cohérent avec les effectifs rapportés dans la littérature utilisant des paradigmes similaires chez les ovins.
Raffinement
Les tests se dérouleront en extérieur ; cependant les biais liés par exemple au passage d’engins agricoles ou de randonneurs seront limités car l’unité expérimentale est un milieu contrôlé, interdit aux extérieurs et où les activités agricoles seront contrôlées pendant la procédure. De plus, les études sur lesquelles ce paradigme est basé ( ont également conduit leur test en extérieur et n’ont pas, à notre connaissance, vu leurs résultats biaisés.
Choix des espèces
L’objectif du projet est d’évaluer les effets d’une offre alimentaire diversifiée sur le comportement et le bien-être des ovins. L’espèce ovine est un modèle pertinent pour cette étude, ces animaux ayant une forte motivation sociale (espèce grégaire) et pouvant être élevés dans des conditions très contrastées sur le plan alimentaire (continuum entre longues phases de monotonie vs pâturage de prairies très diversifiées). Par ailleurs, les travaux antérieurs suggérant une sensibilité à la diversité alimentaire ont largement porté sur l’espèce ovine, nous fournissant ainsi un cadre scientifique solide. L’espèce ovine, en tant qu’espèce-cible et espèce-modèle de ruminants d’élevage est donc pertinente pour ce projet. Les animaux utilisés seront des agnelles âgées d’environ 8 mois au début du projet. Ce stade de développement a été choisi pour permettre une homogénéité physiologique entre les individus et éviter que les comportements soient influencés par la maturation sexuelle, la gestation ou la lactation. Les animaux seront également assez âgés pour avoir des capacités cognitives suffisamment développées pour permettre la réalisation des tests prévus dans le temps impartis.
Suivi de la croissance d’anguilles lors de la phase de vie en milieu continental
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Capturées par pêche électrique dans des cours d'eau côtiers, 200 anguilles européennes au stade jaune vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque anguille est anesthésiée, ouverte pour qu'un émetteur soit implanté dans sa cavité abdominale, pansée, puis remise à l'eau dès qu'elle a retrouvé un comportement actif. Le porteur reconnaît que l'inflammation liée à l'implantation peut durer plusieurs semaines et que le comportement peut rester altéré quelques heures. Avec un taux de recapture de 10 % les années précédentes, l'opération vise une vingtaine d'individus retrouvés pour l'analyse de croissance, et le porteur écrit que le remplacement "n'est pas envisageable" puisque les déplacements doivent être observés en milieu naturel.
Objectifs
Ce projet a deux objectifs. Le premier est suivi de la croissance des anguilles européennes en phase de grossissement sur des cours d’eau côtiers. Situées en différents points, les pêches électriques, associées au marquage/recapture permettent d’identifier les zones préférentielles pour la phase de grossissement des individus. Le second objectif est d’évaluer l’efficacité des travaux de continuité menés sur le bassin-versant et s’inscrit dans le cadre du suivi des populations d'anguilles (Plan Gestion Anguille).
Bénéfices attendus
Les bénéfices du projet sont d’ordres écologiques. Le projet permettra d'augmenter les connaissances sur la croissance des anguilles et de mettre en lien les données de capture avec l'évolution du rétablissement de la continuité écologique du département.
Procédures
Les poissons seront soumis à une procédure chirurgicale (d'un maximum de 1 minute) au cours de laquelle un émetteur sera implanté dans la cavité abdominale dans l'objectif de les identifier lors d'une recapture ultérieure.
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
La croissance et le déplacement des individus doivent être observés dans le milieu naturel, le remplacement n'est pas envisageable.
Réduction
Les effectifs annuels marqués depuis le début de l'étude ont varié entre 42 et 299 (moyenne de 105 individus par an) selon l'efficacité des pêches. En 2026, deux opérations de marquage sont prévues avec un maximum de 100 nouvelles anguilles marquées par opération. Soit 200 anguilles au maximum en 2026. Un taux de recapture aux alentours des 10% les années précédentes a été observés. Un taux équivalent permettrait de recapturer 20 individus pour mener les analyses sur leurs croissances.
Raffinement
Les opérations d'implantation sont réalisées sous anesthésie et ont une durée inférieure à 1 minute. Les émetteurs utilisés ont un poids maximum de 0.1g afin de ne pas dépasser 2% du poids de l'individu. Les poissons sont anesthésiés un par un et le bain d'anesthésiant est changé tous les 20 individus. Les poissons sont manipulés à l'aide d'épuisette en maille en silicone pour éviter l'abrasion. Le matériel est désinfecté avant chaque session de marquage et les opérateurs portent des gants stériles. Un pansement antiseptique est appliqué sur la cicatrice du poisson. Lors des stabulations pré et post marquage, les poissons sont placés dans des volumes d'eau adaptés, une pompe à air à grande capacité permet de maintenir un taux d'oxygène adapté. La température est également contrôlée pour éviter le stress thermique. Les poissons sont relâchés le plus rapidement possible (
Choix des espèces
L'étude a lieu sur les anguilles européennes. Le stade de devellopement utilisé est le stade anguille jaune qui est le stade de grossisement en eau douce continentale.
Suivi de la dévalaison d’anguilles au niveau d’un complexe hydroélectrique
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Capturées à la pêcherie, anesthésiées, ouvertes pour recevoir un émetteur de 3,5 grammes dans l'abdomen, recousues au fil résorbable, 55 anguilles argentées sont remises au fleuve, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur annonce une inflammation ou une gêne locale pouvant durer quelques semaines. Le suivi doit valider un modèle de réduction du turbinage qui laisse passer davantage d'anguilles par le barrage, tout en limitant les pertes de production électrique. Un premier suivi en 2023-2024 avait échoué faute de conditions hydrologiques favorables et d'effectif suffisant, et l'arrêté préfectoral conditionne sa validation à cette nouvelle campagne.
Objectifs
3 années (2019,2020,2021) de suivis télémétriques de la dévalaison des anguilles sur un grand fleuve ont eu lieu au niveau d'un complexe hydroélectrique. Elles ont permis de caractériser la répartition des passages (barrage ou turbines) en situation de référence et d'élaborer un modèle de réduction de turbinage afin de favoriser l'échapemment des anguilles par le barrage pour diminuer la mortalité lors de la dévalaison. Le comité de pilotage a validé l’implantation de ce module de gestion, mais un suivi complet de validation demeure nécessaire. Un suivi a été réalisé en 2023-2024, mais les conditions hydrologiques ont été en moyenne plus importantes qu’en situation normale, ce qui n'a pas permis d'évaluer l'efficacité du modèle de réduction proposé. Par ailleurs, l’effectif ciblé n’avait pas pu être atteint, les débits importants ayant rendu la pêcherie moins efficace. Pour ces raisons, la validation de l'arrêté préfectoral de mise en oeuvre des reduction de turbinage était conditionnée à un nouveau suivi dans un délai de 5 ans. Ce suivi a donc pour objectif de compléter les données de vérifications dans des conditions hydrologiques contrastées par rapport aux années précédentes.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu est la validation d'un modèle de réduction de turbinage centré sur les périodes de dévalaison. Il permet une réduction du nombre d'anguilles passant par les turbines (diminution de la mortalité) tout en minimisant les pertes de production d'énergie liées à la réduction des volumes turbinés.
Procédures
Les poissons seront soumis à une procédure chirurgicale (d'un maximum de 10 minutes) au cours de laquelle des emetteurs 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 les voies de passage des poissons au niveau d’un barrage, il est indispensable d’observer les comportements individuels de déplacement en milieu naturel. Le remplacement n’est pas envisageable.
Réduction
Un objectif de 50 passages d'anguilles enregistrés sur le site dans des conditions hydrologiques variées et à différentes périodes de la saison de migration a été fixé par le comité de pilotage. Notre retour d'expérience sur les précédentes campagnes de suivi a montré un taux de détection des anguilles marquées au niveau de l'ouvrage. Un effectif de 55 anguilles à marquer pour cette année est donc fixé.
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 par les turbines. Les anguilles utilisées seront les anguilles dites argentées et présentant les signes morphologiques suivants: coloration argentée du ventre et des flancs, fort contraste ventro-dorsale, taille des yeux importante, développement accru des nageoires pectoral, ligne latérale marquée.
Étude des effets transgénérationnels du stress thermique pendant la gestation sur des syndromes de vieillissement physiologiques, microbiens, et cognitifs chez un lézard
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Capturées gravides, maintenues en cage individuelle six à huit semaines, soumises à des prélèvements répétés de sang, de salive et de microbiote, 160 femelles lézards puis 960 nouveau-nés vont être utilisés dans des procédures classées légères à modérées. Les jeunes sont marqués par une méthode que le porteur nomme lui-même rupture des phalanges, puis une partie subit un prélèvement de tissu de la queue. Tous les individus sont ensuite relâchés dans leurs enclos, puis recapturés à l'automne et au printemps suivant. Le porteur qualifie pourtant les effets attendus de "sublétaux" et "réversibles", alors qu'il décrit l'amputation d'orteils comme une méthode stressante.
Objectifs
Chez les animaux ectothermes, les environnements plus chauds entraînent généralement une accélération du rythme de la reproduction, qui se traduit notamment par une mise bas plus précoce dans la saison. Des travaux récents suggèrent que ce phénomène s’accompagne de coûts physiologiques notables pour les femelles, avec une augmentation des dépenses énergétiques associées à la reproduction mais aussi une accumulation de dommages cellulaires et une accélération du vieillissement biologique et une perturbation du microbiote. Des effets intergénérationnels des conditions thermiques pendant la gestation pourraient aussi exister chez les espèces vivipares, dont la maintenance des embryons in utero favorise l’expression d’effets maternels, les effets de l'environnement maternel sur le comportement et le développement des descendants. Cependant, les périodes de la gestation les plus sensibles aux variations de température n’ont pas été clairement identifiées, ce qui limite notre capacité à prédire les conséquences des évènements climatiques extrêmes sur ces espèces. Dans ce contexte, le présent projet vise à analyser les effets du stress thermique pendant la gestation sur des syndromes de vieillissement physiologiques, microbiens, et cognitifs chez un lézard en intégrant une approche transgénérationnelle. Plus précisément, il s’agit d’étudier comment des conditions thermiques élevées, associées à une modification du calendrier reproducteur, influencent des marqueurs de sénescence biologique chez les mères, ainsi que les trajectoires de développement, de vieillissement et de performance des descendants.
Bénéfices attendus
Cette étude vise à caractériser les patrons et les mécanismes des perturbations physiologiques, « microbiologiques » et cognitives intergénérationnelles chez des lézards exposés au réchauffement climatique. Nous combinerons une manipulation expérimentale du stress thermique chronique à différents moments de la gestation, et une manipulation des capacités antioxydantes avec des analyses détaillées du vieillissement biologique, de la condition corporelle, de traits fonctionnels, cognitifs et microbiens. Cette approche expérimentale nous permettra ainsi de faire progresser les connaissances très rares à l’heure actuelle sur la biologie thermique du stress oxydatif chez les reptiles et le lien entre cette biologie thermique et trois syndromes importants du vieillissement de l’organisme. Elle constituera aussi notre première étude du vieillissement biologique des lézards intégrant des informations sur leur microbiome et leur cognition, dans un contexte d’accumulation d’études sur le rôle de ce microbiome dans la biologie thermique, l’immunité ou l’équilibre énergétique des reptiles. Enfin, cette étude fonctionnelle est importante pour nous aider à mieux comprendre les processus de vieillissement biologique observées dans les populations naturelles.
Procédures
Les femelles gestantes seront capturées en extérieur dans des enclos semi-naturels au printemps (n=160), maintenues en captivité en cage individuelle avec une manipulation des conditions thermiques et d'apport en antioydants alimentaires (8 groupes, 20 femelles par lot) pendant 6-8 semaines, des prélèvements sanguins et de salive (durée de manipulation de 3-4 minutes) seront effectués sur animaux vigiles au début pendant et après la manipulation (n=160, 3-4 prélèvements par animal) et des prélèvements de microbiote (duré de manipulation de 4-5 minutes) seront effectuées sur animaux vigiles u début pendant et après la manipulation (n=160, 3-4 mesures par animal). A la fin de la gestation, les nouveaux nés seront marqués individuellement (n=960; durée de manipulation de 2 minutes) et pour un premier lot un prélèvement de tissu caudal sera effectué sur les nouveaux nés (n=800, durée de manipulation de 2 minutes). Les animaux seront ensuite relâchés dans des enclos semi-naturels en extérieur puis recapturés à l'automne (400 individusu) et au printemps de l'année suivante (300 individus). Pour le deuxième lot de nouveaux nés (pris dans 80 portées), on effectuera des tests cognitifs à la naissance pendant deux semaines (n=160; durée de manipulation de plusieurs minutes par jour) avant de faire les prélèvements comme avec le premier lot et de relâcher les individus dans des enclos semi-naturels en extérieur puis recapturés à l'automne (80 individusu) et au printemps de l'année suivante (48 individus).
Impact sur les animaux
Nos projets passés indiquent que le réchauffement simulé dans cette expérience induit chez les femelles adultes une accélération de la gestation sans effets létaux pour la mère ou sa descendance mais avec des coûts (réversibles) pour le maintien de la balance énergétique maternelle et des altérations de l’effort de reproduction. De plus, une manipulation contrôlée des antioxydants n'a aucun effet indésirable reconnu. Le gavage nécessaire pour cette étape implique une contention et un stress léger. Les effets attendus sont donc ceux d’une accélération thermique de la reproduction dans la gamme de variation naturelle et une modération du stress oxydatif et des dommages associés à la reproduction accélérée en conditions d’apports alimentaires en antioxydants. Ceci devrait impliquer un stress modéré se traduisant par une moins bonne condition physique et physiologique, un plus haut niveau de mobilisation des réserves ou de potentiels dommages oxydatifs chez les femelles des conditions les plus chaudes sans supplémentation d’antioxydants. Les effets attendus sont toutefois sublétaux et normalement réversibles. Par ailleurs, les nuiances cumulées incluront un cumul de procédures non invasives (mesures morphologiques) avec des prises de sang au cours de l’expérience impliquant notamment des contentions répétées. Le marquage utilisera une méthode stressante de rupture des phalanges.
Devenir
Tous les animaux sont remis en liberté dans leur enclos d'origine à la fin de la procédure.
Remplacement
Il est impossible de remplacer le modèle biologique par un équivalent cellulaire ou in silico car l'étude écophysiologique de la reproduction et du vieillissement biologique nécessite l'utilisation d'animaux entiers dans des conditions contrôlées au laboratoire (partie manipulation) et aussi en conditions naturelles (suivi post-manipulation).
Réduction
Le projet combine deux recherches portant sur la physiologie de la reproduction et la cognition des nouveaux-nés en tirant partie d’un protocole de manipulation partagé entre les deux recherches. Ceci permettra de réduire l’échantillon par rapport à une répétition indépendante des deux recherches. Un échantillon de 160 femelles gestantes leurs 960 descendants sera utilisé pour quantifier les conséquences écophysiologiques et cognitives des températures et d’un apport en antioxydants dans la mesure où ces animaux sauvages capturés dans des enclos semi-naturels présentent une forte variabilité phénotypique (variabilité de taille, variabilité de comportement, et de condition initiale) et génétique, et parce que les animaux seront divisés en 8 groupes expérimentaux. Ces effectifs ont été réduits au minimum par rapport aux nombres de groupes expérimentaux du projet (20 individus par groupe) et aux besoins du suivi longitudinal des différents traits mesurés dans l’étude en nous basant sur une analyse de puissance issue des travaux antérieurs qui manipulaient les températures nocturnes. A noter qu’on utilisera une répartition en 4 lots des animaux pour effectuer des mesures pendant la même contention d’un individu au cours de la même journée, et ainsi limiter le stress de manipulation au cours de l’expérience. Les analyses statistiques consisteront à comparer les traits des 8 groupes expérimentaux à l'aide d'analyse de variance (modèles linéaires classiques) ou de modèles mixtes pour les données répétées (données mesurées plusieurs fois pendant, au milieu et après l’expérience) selon le type de données.
Raffinement
En élevage, on raffinera aussi les conditions de maintien grâce à un enrichissement des cages et à l'utilisation de conditions thermiques variables avec des cycles journaliers. Les cages individuelles sont enrichies à l'aide d'un abri, d'une cache artificielle pour la thermorégulation et d'un éclairage blanc naturel enrichi en ultraviolet. Des points limites associés à la perte de masse (perte de masse supérieure à 30% de la masse initiale ad libitum) et au comportement et l’état général de l’individu seront appliqués avec arrêt des procédures expérimentales en cas de dépassement du point limite et basculement des conditions d'élevage des animaux vers des conditions optimales ad libitum, si nécessaire avec soins demandés par le vétérinaire référent. Les protocoles seront appliqués pendant un temps réduit sur chaque animal avec une contention douce pour limiter le stress de manipulation. Une phase post-expérimentale de repos au laboratoire avec estimation de la condition corporelle sera proposée avant de relâcher les animaux dans les enclos. La phase de jardin commun sera effectuée dans des conditions quasiment naturelles.
Choix des espèces
L’espèce utilisée est le lézard vivipare (Zootoca vivipara, Lichtenstein 1823). Il s’agit d’un lézard de la faune française étudié depuis 30 ans dans notre laboratoire et dont les populations naturelles en France ont été bien décrites. Le modèle biologique est intéressant pour étudier la réponse des vertébrés ectothermes au changement climatique (e.g., les reptiles, les amphibiens), un groupe taxonomique particulièrement menacé par l'augmentation des températures, les vagues de chaleur et les sécheresses. Ce groupe comprend de nombreuses espèces menacées d’extinction en Europe et à valeur symbolique et écologique forte. L'espèce n’est pas menacée en Europe et est considérée comme « préoccupation mineure » par l'UICN. Elle est néanmoins protégée au titre de l’article 3 de l’arrêté du 8 Janvier 2021. Elle est également considérée comme « sentinelle du climat » en France. Les animaux utilisés seront tout d’abord des femelles adultes gestantes (de 2 ans ou plus). Afin de limiter les variations inter-individuelles, nous ne prendrons pas de femelle sub-adulte (1an) qui serait gestante car cette première reproduction à 1an est plus rare en conditions naturelles et leur morphologie (taille, masse) serait trop différente de celles des femelles adultes. Dans un second temps, les nouveau-nés issus de la reproduction de ces femelles seront étudiés. Les populations semi-naturelles seront composées par ailleurs de tous les stades de développement pour générer une structure d’âge et de sexe « naturelle » comparable à celle des populations sauvages. Les animaux sont tous identifiés individuellement par un marquage à la naissance et les individus adultes et subadultes sont par ailleurs photographiés en phase ventrale chaque année pour confirmer le marquage individuel à la naissance en cas de doute.