Éthologie / comportement / biologie animale

100 cailles japonaises, 40 adultes et 60 jeunes, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis gardées pour d'autres projets ou confiées à une association. Elles sont exposées à de la musique et observées lors de tests comportementaux quotidiens, les adultes subissant en plus deux prélèvements sanguins. Le porteur cherche à savoir si la musique favorise les comportements sociaux et si cet effet dépend des capacités d'apprentissage vocal, en comparant plusieurs espèces d'oiseaux et de primates. Il affirme que l'observation d'animaux libres de leurs mouvements "exclut tout remplacement" par un autre modèle.

Objectifs

Le projet s’inscrit dans une étude visant à explorer les origines et fonctions évolutives de la musicalité (c’est-à-dire les capacités liées à la perception, l'appréciation et la production de la musique) ainsi que les liens entre musique et comportements sociaux. Il existe une théorie selon laquelle la musicalité serait apparue au cours de l’évolution parce qu’elle renforcerait les liens sociaux et la cohésion du groupe. Plusieurs études ont en effet révélé que les activités musicales conjointes favorisent la prosocialité chez les enfants, c’est-à-dire les comportements de souci de l'autre, et notamment d'aide, dirigés vers des personnes inconnues ou en difficulté. De plus, écouter de la musique favorise les interactions sociales positives à la fois chez les enfants d’âge préscolaire et chez les perruches callopsittes. Ainsi, la musicalité pourrait avoir émergé au moins deux fois au cours de l’évolution, chez les humains et chez les oiseaux, avec des fonctions adaptatives similaires. Cependant, d’importantes questions demeurent concernant (i) le rôle de facilitation que les capacités d’apprentissage vocal ont pu jouer dans l’évolution de la musicalité, et (ii) les circonstances dans lesquelles la musique influence le comportement social. L’apprentissage vocal, démontré à ce jour chez trois groupes d’oiseaux (les psittacidés, les oscines et les colibris), pourrait avoir joué un rôle de pré-requis à l’évolution de la perception musicale. Cette capacité étant généralement considéré comme plus limitée chez les primates non-humains, cela pourrait expliquer leur musicalité également moins développée. Cette hypothèse sera testée en comparant l’influence de la musique sur les comportements sociaux chez différentes espèces d’oiseaux (perruches callopsittes, diamant mandarins, canaris, cailles japonaises) et de primates (humains, gibbons, ouistitis) possédant différents degrés de capacités d’apprentissage vocal. Le projet portera sur les cailles japonaises, espèce dont l’apprentissage vocal est limité et chez laquelle nous nous attendons donc à avoir des effets plus limités de la musique que chez les espèces capables d’apprentissage vocal par imitation.

Bénéfices attendus

Dans le cadre de l’étude visant à explorer les origines et fonctions évolutives de la musicalité, ainsi que les liens entre musique et comportements sociaux, le projet permettra d’évaluer le rôle de facilitation que les capacités d’apprentissage vocal ont pu jouer dans l’évolution de la musicalité. La comparaison des résultats obtenus chez la caille japonaise avec ceux obtenus chez d’autres espèces animales ayant des capacités d’apprentissage vocal plus ou moins développées permettra de déterminer si la musique a ou non des effets plus prononcés sur les interactions sociales chez les espèces ayant les capacités les plus devéloppées. La caille japonaise étant un animal domestique utilisé dans des élevages en captivité, le projet devrait aussi ouvrir des pistes pour développer l’utilisation de la musique pour favoriser le bien-être et les interactions sociales positives chez les animaux en captivité.

Procédures

Des observations et tests comportementaux seront réalisés tous les jours pendant 5 jours, pendant 5 semaines avec 40 cailles adultes et 4 semaines avec 60 cailleteaux. Des prélèvements sanguins seront effectués sur les 40 cailles adultes. Chaque caille fera l’objet de 2 prélèvements de maximum 1ml chacun, à 2 jours d’intervalle, sur 1 semaine.

Impact sur les animaux

Les éléments qui sont susceptibles de perturber les animaux et de les stresser sont le déplacement et l’éventuel isolement lors des tests, la confrontation à des environnements nouveaux (arène de test), la diffusion de stimuli musicaux, et la réalisation de prélèvements sanguins. Des séances de familiarisation progressive à la diffusion de musique seront organisées avant le début des expériences pour limiter les risques de stress. La musique sera diffusée dans l’environnement habituel des oiseaux, à un volume sonore limité et contrôlé à l’aide d’un sonomètre (maximum 60 décibels, ce qui est largement inférieur au volume sonore pouvant être atteint par les vocalisations des cailles, i.e. 100 décibels). Les tests nécessiteront de capturer les individus et de les déplacer de leur cage de vie jusqu’à une arène de test située dans une autre pièce. Les tests réalisés par groupe de 2 ou 3 individus vivant habituellement ensemble dureront 7 minutes et seront réalisés une fois par jour pendant 5 jours. Les tests nécessitant un isolement ne seront réalisés qu’une fois et ne dureront pas plus de 10 minutes. Les animaux seront tous habitués à être manipulés par la personne qui réalisera les expériences.

Devenir

Le projet n’implique aucune atteinte à l’intégrité physique et comportementale des animaux. Ceux-ci pourront donc être, soit gardés au laboratoire pour de futurs projets, soit confiés à une association de réhabilitation des animaux de laboratoire pour placement en refuge ou en famille d’accueil.

Remplacement

Le projet consiste à observer le comportement d’animaux vivants libres de leurs mouvements et de leurs réactions, ce qui, par essence, exclut tout remplacement par des modèles autres que ces animaux.

Réduction

Nous avons décidé d'utiliser un minimum de 8 individus par condition, ce qui fait un total de 40 cailles adultes et 60 cailleteaux. Ce nombre devrait nous permettre de réaliser des tests statistiques fiables. Chaque individu étant observé dans chaque condition à des moments différents, nous obtiendrons ainsi des mesures répétées où chaque animal est son propre contrôle, ce qui garantit des résultats plus robustes, avec un nombre plus limité d’animaux que dans le cas de mesures non répétées.

Raffinement

Tout sera fait pour limiter les manipulations des animaux. Les tests nécessiteront néanmoins de déplacer les animaux et de les isoler de façon ponctuelle et limitée dans le temps (pas plus de 10 minutes par jour). Les animaux vivront, à 2 ou 3, dans des cages enrichies de 100x74x63 cm munies de mangeoires et d’abreuvoirs avec nourriture et eau à volonté, et d’un substrat leur permettant de faire des bains de poussière. Ils disposeront d’un abri leur permettant de se cacher. Ils seront soignés et observés tous les jours. La détection de tout changement de comportement, d'une blessure (plaie, abcès...) ou d'une perte de poids supérieure à 10% conduira à isoler l'individu (et donc à le retirer du protocole expérimental) et à le placer dans un environnement favorisant son rétablissement afin de l’observer et de le soigner si nécessaire, l’objectif étant de pouvoir le remettre dès que possible dans ses conditions de vie habituelles. Les animaux ne seront euthanasiés que s'il est impossible de les soigner et qu'aucune amélioration n'est notée, et dès que des signes comportementaux de souffrance (vocalisations, postures...) seront détectés. Nous mettrons en place des séances de familiarisation progressive pour chaque élément potentiellement source de stress (diffusion de sons, manipulation, déplacement dans les arènes de tests). Le volume des stimuli sonores diffusés sera limité à 60 db.

Choix des espèces

L’un des objectif du projet consiste à comparer l’influence de la musique sur les comportements sociaux chez différentes espèces ayant des capacités d’apprentissage vocal variables. Celles-ci sont connues pour être importantes ches les oscines (dont les canaris et les diamants mandarins) et les psittacidés (dont les perruches callopsittes). De plus, plusieurs espèces de psittacidés, dont les perruches callopsittes, sont connues pour leur sensibilité à la musique. Au contraire, les capacités musicales semblent plus limitées d’après la littérature chez les primates non humains et chez les gallinacés, qui feront l’objet des expériences menées dans le projet. Les cailles étant connues pour avoir des capacités d’apprentissage vocal limitées, nous nous attendons à observer chez elle un effet moindre de la musique que chez les espèces capables d’apprentissage vocal par imitation (comme les espèces étudiées par les partenaires du projet). Comparer ces différentes espèces permettra de tester l’hypothèse de l’apprentissage vocal comme prérequis à l’évolution de la musicalité et de mieux comprendre l’évolution de ce trait au cours de l’histoire du vivant. Nous utiliserons 40 cailles femelles adultes et 60 cailleteaux (non sexables). Ces deux stades de vie correspondent à des stades pendant lesquels les cailles sont habituellement sociales et développent des liens sociaux avec leurs congénères. Néanmoins, les liens ne sont pas les mêmes entre cailles adultes et entre cailleteaux. Nous pourrons donc tester les effets de la musique sur deux stades sociaux différents et ainsi déterminer si ces effets sont plus ou moins marqués lors d’un stade plutôt que l’autre.

120 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des injections répétées de nitroglycérine, une tous les deux jours pendant neuf jours, pour reproduire une migraine chronique et une hypersensibilité douloureuse au toucher appelée allodynie, avant d'être anesthésiés et mis à mort pour prélever leurs tissus nerveux. Le porteur étudie l'implication des astrocytes et annonce un intérêt "fondamental" doublé d'une possible piste thérapeutique contre la migraine humaine. Il affirme qu'aucune méthode alternative ne remplace ce protocole car la douleur implique de nombreuses régions du système nerveux.

Objectifs

La migraine est une pathologie qui a un fort impact sur la santé publique (12-15% de la population touchée). Une des signatures comportementales de la migraine est l’hypersensibilité à la douleur mécanique cutanée appelée allodynie qui représente en plus de la douleur spontanée un symptôme très handicapant pour les malades. L’allodynie correspond à une douleur provoquée par une stimulation normalement non douloureuse qui peut être déclenchée suite à une inflammation.En temps normal, les informations tactiles et douloureuses n’aboutissent pas au même niveau de la moelle épinière ou du tronc cérébral, les deux modalités sensorielles (tact et douleur) sont donc normalement séparées. En conditions pathologiques, par exemple lors d’une allodynie, l’information tactile devient capable d’activer des neurones nociceptifs, grâce à un circuit qui implique plusieurs cellules. Le tact va alors devenir douleur (allodynie mécanique). Ce processus va provoquer l'activation de plusieurs populations neuronales et implique également une population spécifique de cellules gliales, les astrocytes. Cependant, peu de choses sont connues sur ces cellules et leur implication dans le déclenchement de l’allodynie .L’objectif de ce projet va consister à étudier l’implication des astrocytes et plus précisément des canaux potassiques astrocytaires dans un modèle de migraine chronique .Ce projet combinera des études comportementales et d’expression protéique. Il présente donc un intérêt fondamental, et également un intérêt plus appliqué en permettant éventuellement de proposer de nouvelles cibles thérapeutiques visant à diminuer les douleurs pathologiques chez l’homme.

Bénéfices attendus

La migraine est une pathologie qui a un fort impact sur la santé publique (12-15% de la population touchée). Les traitements proposés ont une efficacité limitée, surtout au stade chronique de la maladie. Le développement et l'évaluation des effets antalgiques de nouvelles molécules est indispensable pour l’amélioration des thérapeutiques.

Procédures

Les injections intra péritonéales (fréquence: 1 injection tous les 2j pendant 9j/ durée: 30s) et les perfusions (fréquence: 1/ durée 30min) seront réalisées par du personnel formé et compétent, sous la responsabilité des membres de la Structure du Bien Etre Animal.

Impact sur les animaux

Les résultats obtenus des travaux des autres laboratoires avec ce modèle de migraine chronique ne montrent pas d'effets indésirables sur les animaux autre que la développement d'une allodynie. Les rats doivent pouvoir continuer à se mouvoir, se toiletter, exercer leurs gestes habituels.

Devenir

A la fin des procédures d'études comportementales, les animaux seront profondément anesthésiés et seront mis à mort: pour prélever les tissus nerveux d'intérêts afin de réaliser une quantification protéique ou une analyse immunohistochimique.

Remplacement

Aucune méthode alternative ne permet de remplacer ce protocole. Il est nécessaire de réaliser ces études in vivo, car l’intégration de la douleur implique de nombreuses régions du système nerveux aussi bien central que périphérique (fibres afférentes). Des études comportementales chez l’animal vivant sont donc nécessaires pour mettre en évidence l’installation d’une l’allodynie mécanique après injection de Nitroglycérine.

Réduction

Le nombre de 6 rats /groupe pour les études comportementales et moléculaires est d’après nos données antérieures au sein du laboratoire le minimum requis pour discriminer un effet statistique significatif . Cependant, plusieurs étapes sont limitantes donc il est préférable de prévoir 10 animaux par groupe: habituation, injection,comportement, prélèvements et préparation des échantillons. C'est un modèle que le laboratoire veut mettre en place, donc, pour chaque procédure, nous allons adapter notre approche statistique aux données obtenues afin d'obtenir des résultats statistiquement fiables et pertinents avec une puissance d’analyse d’au moins 70%. D’abord, un test de significativité sera réalisé afin de déterminer si les données suivent une distribution normale, puis un test d’égalité des variances avant de confronter les valeurs avec un test paramétrique. Dans le cas où le test de normalité soit significatif ou les variances ne puissent pas être considérées égales, nous allons donc utiliser des tests non paramétriques. La significativité sera définie pour une valeur de p≤0,05. Les groupes non stimulés (NS) seront réalisés en priorité; si les résultats obtenus sont significatifs, nous ne réaliserons pas les groupes stimulés (St).

Raffinement

Préalablement à toutes études comportementales, les animaux sont (i) hébergés dans des cages à environnement enrichi dans notre animalerie, pendant une semaine, et (ii) soumis à des séances d’habituation, pendant 4 jours, afin de diminuer le stress lié au nouvel environnement et à la manipulation par l’expérimentateur. Pour les injections, les rats seront préalablement anesthésiés. L’anesthésie adéquate des animaux est confirmée par l’absence de réflexe de retrait de la patte en réponse à un pincement de la patte postérieure. De plus, en cas d’injection d’un produit inflammatoire au niveau de la lèvre supérieure droite ou de la patte, le suivi post-opératoire, avec un examen minutieux de la zone d’injection, est poursuivi dans les jours suivants. Lors des enregistrements électrophysiologiques, un contrôle de la température et cardiorespiratoire est réalisé sur l'animal. L'état général de l'animal est surveillé tous les jours avec contrôle du poids. Les points limites des animaux sont identifées par une liste définie. Si au cours de l’expérimentation, l’animal a de grosses difficultés à se déplacer, se relever pour se nourrir, l’animal sera euthanasié par dose létale de pentobarbital.

Choix des espèces

La souche de rat Sprague-Dawley est couramment utilisée au sein du laboratoire depuis de nombreuses années et dans les études précédentes sur le sujet dans d’autres laboratoires. C’est par ailleurs un des modèles les plus utilisés pour les études comportementales dans le domaine de la douleur. Nous utiliserons des animaux entre 7-10 semaines, pour comparer avec les données du laboratoire.

750 esturgeons européens juvéniles vont être utilisés, maintenus vivants puis relâchés en milieu naturel, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Issus de reproduction en bassin, ils sont capturés puis opérés sous anesthésie pour l'implantation chirurgicale d'un émetteur acoustique, afin de suivre par télémétrie leurs déplacements en vue d'une réintroduction de l'espèce. Le porteur situe les bénéfices sur le "long terme", pour la faisabilité de cette réintroduction. Il affirme qu'il n'existe pas d'alternative au suivi télémétrique et qu'il est nécessaire de doter chaque individu d'un émetteur.

Objectifs

L'objectif principal de l'étude est de mieux comprendre les fonctionnalités des zones estuariennes et des deltas pour la réintroduction de l'esturgeon européen (Acipenser sturio). Selon les lignes de l'UICN (Union Internationale pour la Conservation de la Nature) pour les translocations de conservation, une analyse de la qualité de l'habitat et de son utilisation par l’espèce est obligatoire avant que la réintroduction ne puisse commencer. Pour étudier les mouvements de juvéniles d'esturgeons européens marqués, un réseau de suivi des esturgeons comprenant 70 récepteurs a été mis en place. Des recherches télémétriques dans ces zones permettront d'observer la distribution, les voies de migration, et d'identifier les zones d'alimentation et de repos des esturgeons juvéniles.

Bénéfices attendus

L'objectif principal de cette étude est de renforcer l'évaluation de la faisabilité d'une future réintroduction de l’esturgeon européen dans un bassin versant. Par ce lâcher expérimental et ce suivi individuel à grande échelle par télémétrie, nous visons à identifier les possibilités et les problèmes potentiels pour les juvéniles d'esturgeons européens.

Procédures

Les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale sous anesthésie générale. L'anesthésie ne durera que quelques minutes. Au préalable les animaux sont soumis à une capture dans des bassins d'élevage.

Impact sur les animaux

Les esturgeons juvéniles seront marqués avec de petits émetteurs acoustiques. Ces émetteurs respectent le ratio de 2% du poids du poisson, n'entrainant aucune perturbation dans le comportement. Au fur et à mesure que le poisson grandit, le poids de ce petit émetteur interne sera de moins en moins perceptible par le poisson. Le comportement des individus une fois remis à l'eau pourra être perturbé par le stress du transport de longue durée, et les changements d'eau. L'impact des captures dans les bassins est minime puisque la capture se fait avec l'aide d'un plongeur professionnel qui va chercher les poissons délicatement. La chirurgie est réalisée par du personnel formé, et est faite sous anesthésie en limitant au maximum le stress des poissons.

Devenir

Tous les animaux marqués seront conservés vivants, et relâchés dans le milieu naturel, tel que prévu dans le cadre du Plan National d'Actions pour la sauvegarde de l'esturgeon européen 2020-2029, et plus spécifiquement son volet en lien avec la coopération internationale.

Remplacement

L'esturgeon européen était autrefois naturellement présent sur le bassin concerné. L'espèce est révélatrice d'un système fluvial amélioré en ce qui concerne la qualité de l'habitat et la migration. En raison de la quasi-absence d'esturgeons européens dans le système étudié, les esturgeons issus de ces lâchers expérimentaux fourniront un aperçu du comportement migratoire local, annuel et saisonnier et des zones d'utilisation de l'habitat par l’espèce. A cette fin, une utilisation spécifique est faite du suivi télémétrique des individus dans ce milieu. Il n'y a pas d'alternative disponible pour cela. Il est nécessaire de doter ces individus d'un émetteur ; il s'agit donc d'une expérimentation animale pour laquelle l’espèce-cible ne peut être remplacée.

Réduction

Le nombre d'animaux à utiliser ne peut pas être déterminé par des modèles ou des méthodes statistiques existants, car l'étude est menée dans un environnement non contrôlé. Le nombre d'animaux est choisi sur la base de l'expérience pratique et des résultats de la littérature, notamment en termes de mortalités attendues. Les expérimentations précédentes mettent en avant un nombre trés faible de mortalités après lâchers en milieu naturel. L'esturgeon européen est une espèce protégée, il est important de réduire au maximum le nombre d'individus utilisés. 750 individus permettront d'avoir des retours intéressants et permettant de conclure sur les capacités de migration. Le nombre a été établi en lien avec des études précédentes réalisées sur d'autres territoires, et en lien avec la multiplication des connections et des voix de migration. Les reproductions assistées sont complexes à mettre en oeuvre, et le nombre d'individus disponibles ne peut être supérieur en l'état actuel du succès des reproductions assistées.

Raffinement

Basé sur des recherches antérieures, la télémétrie est la méthode de suivi la plus appropriée pour mieux comprendre les routes de migration et les zones d'alimentation et de croissance des espèces en milieu naturel. En ce qui concerne l'animal, on veillera lors de l'implantation chirurgicale de l'émetteur à ce que les poissons aient des poids (ou tailles) minimales afin de respecter le ratio convenu des 2% pour limiter au mieux les problèmes de flottabilité, les biais de comportement et les risques de surmortalités. Le protocole a été établi sur la base des rapports de la littérature et de l'expérience pratique, et garantit que le risque d'altération du bien-être de l’animal dû à l'émetteur implanté est minime. Afin de limiter le stress chez les animaux et de favoriser leur récupération physiologique, les animaux seront marqués à la station d'élevage en France. Avant l'insertion de la marque, les animaux seront placés en phase d'anesthésie profonde (dose chirurgicale). Les animaux seront ensuite observés quotidiennement durant 4 semaines pendant leur récupération.

Choix des espèces

Il s'agit d'une étude d'évaluation de faisabilité pour la réintroduction de l'esturgeon européen dans le delta et estuaire des rivières concernées. C'est pourquoi cette étude est dédiée à cette espèce. Les animaux impliqués dans le projet seront des juvéniles âgés de 6 à 12 mois, issus de reproductions assistées en bassin. L'âge exact des individus sera défini en fonction de leur taux de croissance sur le site d'élevage. Il faudra qu'ils fassent a minima 100g pour pouvoir être marqués avec les marquées définies. A ce stade, les esturgeons européens se déplacent normalement en eau douce et en eau saumâtre ; pourtant, d'autres individus de cet âge sont déjà tolérants au sel et se déplaceront vers la mer. Les questions de recherche tiennent compte des déplacements de ces poissons dans la zone d’étude : a) La disponibilité de zones d'eau saumâtre dans le port, pour l'acclimatation des poissons. b) La disponibilité des aires d'alimentation dans la zone d'étude

310 lézards des murailles vont être utilisés, maintenus vivants puis relâchés sur leur lieu de capture, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Adultes capturés dans la nature et juvéniles nés en captivité sont marqués individuellement, transportés et hébergés en vivariums, certains déplacés entre un site d'altitude et un site de plaine, pour mesurer les effets des températures nocturnes sur cette espèce à sang froid. Le porteur situe les retombées pour la biologie de la conservation sur le "long terme". Il affirme ne pas pouvoir remplacer ce modèle par un modèle non vivant pour étudier une réponse au changement climatique en milieu naturel.

Objectifs

Ce projet vise à mesurer les effets de la température sur l'ensemble des traits observables d'un organisme à sang froid (ectotherme), en l'occurrence sur le lézard des murailles, adultes (1) et leurs progénitures (2) dans un contexte de réchauffement climatique. Le lézard des murailles est une espèce circumméditerranéenne opportuniste et thermophile, qui remonte en altitude à la faveur du réchauffement climatique. Espèce très opportuniste, il est communément observé dans la majorité de l’Europe et occasionnellement colonise les montagnes jusqu’à 2400m d’altitude, milieux pauvres en oxygène. Au cours des dernières décennies, les températures nocturnes ont joué un rôle insoupçonné dans le réchauffement global de la planète. Il s’avère que les modèles climatiques futurs prédisent une augmentation moyenne supérieure pour les températures minimales (donc nocturnes). De nombreuses études ont été réalisées sur les plantes et les insectes (souvent ravageurs), révélant des réponses physiologiques changées, rendement photosynthétique accru, renouvellement des générations plus court, croissance plus forte, initiées par le contexte actuel du réchauffement climatique et de l’agronomie. En revanche très peu d’études ont cherché à comprendre l’impact des températures nocturnes sur les reptiles et les vertébrés ectothermes en général. Une seule étude réalisée sur le lézard vivipare a vu le jour, et ses résultats préliminaires mettent en avant des effets significatifs des températures nocturnes plus élevées sur la physiologie de l’espèce à court terme.

Bénéfices attendus

Cette étude a pour but de mieux comprendre l’impact d’une hausse des températures nocturnes sur la physiologie des ectothermes. Elle permettra sur le long terme de fournir des données qui seront utiles pour mieux comprendre les adaptations à un nouvel environnement et la résilience de l’espèce face aux changements climatiques. Ces études permettront d'alimenter les connaissances sur la recherche fondamentale et celles liées à la biologie de la conservation des ectothermes. Notre projet scientifique s’inscrit dans une volonté de compréhension des effets locaux du changement climatique sur la biodiversité, essentielle à l’orientation des politiques environnementales et de gestion des espaces naturels. Nous travaillons en collaboration avec une association de protection et de valorisation de la nature à l’échelle régionale. Le projet permet également le suivi des populations de lézard des Pyrénées et lézard des Murailles qui sont de par leur mouvement indicateur du réchauffement climatique. Ces partenariats avec les associations de protection de la nature permettront d’assurer la continuité entre la recherche et les gestionnaires de la biodiversité, qui est très importante pour la sauvegarde de la biodiversité.

Procédures

Le nombre total de lézards dans ce projet est de 310 individus, comprenant : 210 adultes capturés en milieu naturel divisés en 3 lots; 90 mâles adultes (Lot n°1) + 90 femelles (Lot n°3) provenant de populations de basses altitudes et 30 mâles adultes (Lot n°2) provenant de populations de hautes altitudes et enfin + 100 juvéniles nés en captivité (Lot n°4). Les animaux adultes seront capturés et marqués individuellement (

Impact sur les animaux

Tout sera mis en œuvre afin de réduire le stress des animaux lié au transport (sac en toile dans une boite isolée, Les convoyeurs/expérimentateurs ont été formé le 04 et 05 novembre 2021 au transport d'animaux sauvages par CAPAFORMA (‘Centre de formation professionnelle de la faune sauvage et domestique’) et ont également été formé au maintien d'animaux en captivité (FORMATION A L'UTILISATION D'ANIMAUX DE LA FAUNE SAUVAGE NON HEBERGEE A FINS SCIENTIFIQUES). Les conditions de captivité offrent les éléments nécessaires à la diminution du stress des animaux (cachettes, photopériode de saisons, lampes chauffantes). La santé des animaux est étroitement surveillée en captivité (1 passage par jour, le matin, par des personnes étant formées au niveau concepteur en FORMATION A L'UTILISATION D'ANIMAUX DE LA FAUNE SAUVAGE NON HEBERGEE A FINS SCIENTIFIQUES), en utilisant à la fois des observations qualitatives (vérification de l'activité des animaux) et des mesures quantitatives (suivi de la masse corporelle tous les 15 jours). Si des comportements particuliers sont observés sur plus de 48H (points limite : prostration, refus de s'alimenter, mutilation, mue fréquente, régurgitation, tentative de fuite), le ou les individu(s) sera (seront) isolé(s) temporairement de la population dans un vivarium opaque et une attention particulière lui (leur) sera portée: consistant en des contrôles visuels plus fréquents, relâché précoce en milieu naturel une fois la vérification vétérinaire réalisée.

Devenir

Les animaux sont relâchés en milieu naturel, sur leur lieu de capture, quand les conditions climatiques seront optimums (autour de 20°C sans pluie)

Remplacement

Notre objectif étant d’étudier la réponse d’un ectotherme face au changement climatique dans son milieu naturel, nous ne pouvons pas remplacer ce modèle par un modèle non vivant. Les connaissances empiriques relatives à ces espèces ne peuvent être remplacées par d’autres types de connaissances, ni obtenues par d’autres moyens d’acquisition de connaissances car très peu d'études ont été faite sur ce sujet. L'approche expérimentale est nécessaire pour définir les paramètres éco-physiologiques des populations qui permettront la création de modèles mathématiques.

Réduction

Les effectifs d'animaux utilisés ont été définis comme le nombre minimal, découlant de projets passés, afin de permettre d'obtenir des analyses statistiques représentatives afin que les résultats soient publiables et utilisables par la communauté scientifique. Ces effectifs ont été soigneusement affinés dans un triple but, afin de minimiser l'impact sur les populations, assurer une robustesse statistique, et enfin pour des raisons de simple logistique (capacité des locaux, personnels et matériels). Pour limiter l’impact sur les populations locales, les individus seront prélevés dans différentes populations (< 30 individus par population) et tous les animaux seront relâchés à la fin des expérimentations.

Raffinement

Dans un but de raffinement, ces animaux seront maintenus dans des conditions de captivité optimales respectant la réglementation européenne ainsi que leurs exigences biologiques (maintien en captivité dans des vivariums individuels adaptés à l’espèce (30/26 cm (h) x 50/38 cm (L) x 40/23 cm (l)), gradient de température permettant une thermorégulation active, température des pièces contrôlées, litière et abris, mise à disposition d'eau et de nourriture en illimité. Le substrat en copeaux de bois permet aux animaux de creuser, se cacher et surtout de rechercher les nourritures de façon active. Quant au point chaud du vivarium, l'intermittence des lampes mime le passage de nuages et incite les animaux à exprimer un comportement de thermorégulation naturel, une lampe chauffante de 28 watts permettant une thermorégulation libre le jour, créant un point chaud à environ 35°C et un point froid à 18-24°C. L’apport d’UV est important à l’espèce lors de toute période de captivité. L’apport d’UV sera donc implémenté par l'utilisation de lampes dédiées UVB. Le personnel compétent veillera à ce qu’un passage journalier soit effectué afin de vérifier les conditions de captivité des animaux et de mettre en place des protocoles adaptatifs lorsqu'il est nécessaire. Nous appliquerons le principe de précaution, c’est-à-dire que toute manipulation se fera en limitant un maximum le stress, la douleur et l’angoisse des animaux. Les animaux seront maintenus dans des conditions de captivité proches de leurs exigences écologiques. La description de plusieurs points limites (perte de la queue, comportement de fuite, refus de s'alimenter, mues excessives, régurgitation par exemple) permettra de rester vigilant au regard des conditions de captivité des animaux. La photopériode sera de 12h de lumière et 12h d’obscurité. La pièce expérimentale est maintenue à 20-22°C durant les expériences, n'induisant pas de forte différence thermique avec le terrarium de captivité. Des personnels titulaires du certificat de capacité pour l'élevage des lézards sont présent sur le site pour superviser les élevages.

Choix des espèces

Au cours des dernières décennies, la hausse des températures nocturnes a joué un rôle disproportionné dans le réchauffement global de la planète. C’est un phénomène négligé dans les études faites sur la biologie des populations naturelles. Chez les ectothermes (98% des animaux), les performances physiologiques sont influencées par les conditions thermiques environnantes, une augmentation de la température nocturne de seulement 2°C est suffisante pour induire une augmentation exponentielle des dépenses métaboliques. Des nuits plus chaudes peuvent élargir la gamme thermique de ces espèces et ouvrir de nouvelles opportunités pour des activités prolongées et améliorer l'efficacité de la recherche de nourriture. Cependant, une activité accrue peut également avoir des effets délétères sur l'équilibre énergétique si l'exposition à des nuits plus chaudes réduit les périodes de repos et augmente la consommation d’énergie au repos. Cette augmentation du taux métabolique au repos, auquel l’animal ne peut échapper, peut entrainer de forts changements sur les organismes ectothermes, il est important d’en étudier ces conséquences afin d’évaluer le potentiel de résilience des populations face aux futures conditions environnementales. Afin de limiter notre impact sur la population de capture, nous ne prélèverons que des adultes, dont des femelles gestantes afin de récupérer les œufs post ponte et travailler sur les impacts des températures nocturnes sur le développement des juvéniles. Après la ponte, les œufs seront maintenus en incubation. Des tests de performances physiques, de préférence thermique et de l’activité du métabolisme respiratoire de repos des juvéniles seront réalisés. A l'issue des expériences, tous les individus (adultes et juvéniles) seront relâchés sur leur site de capture ou sur celui de leur mère. Il est à souligner que l’incubation d’œufs de lézard en captivité est bien plus efficace que dans la nature – les taux de survie des œufs et des jeunes sont beaucoup plus élevés, car sont retirés les aléas liés au climat (chaleur, froid, dessiccation ou moisissure) et à la prédation. L’ensemble des animaux étant relâchés à la fin de l’expérimentation, cela permet de limiter largement l’impact général de l’étude sur les effectifs naturels.

1780 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent des chirurgies cérébrales avec injections stéréotaxiques et pose de fibres optiques ou de lentilles, une restriction d'eau pouvant leur faire perdre jusqu'à 20 % de leur poids sur quatre semaines et un isolement pouvant durer deux mois, pour étudier des circuits neuronaux de l'apprentissage olfactif. Les retombées thérapeutiques évoquées contre les maladies neurodégénératives restent lointaines. Le porteur affirme qu'il n'existe pas de méthode alternative aux techniques in vivo.

Objectifs

Ces dernières années, de nombreuses études ont mis en évidence l’existence d’un phénomène de production de nouveaux neurones dans le cerveau adulte, dont la déficience semble être liée à des maladies neurodégénératives ou à certaines formes de dépression. De plus, il a été mis en évidence que ces cellules étaient impliquées dans des phénomènes d’apprentissage et de mémoire. Ces découvertes ont suscité un grand espoir dans la communauté biomédicale, celui de pouvoir un jour développer des thérapies basées sur cette capacité du cerveau à produire de nouveaux neurones fonctionnels à tout âge. En particulier, le bulbe olfactif, premier relai central du système olfactif et le gyrus denté de l’hippocampe sont des structures où la neurogenèse à l’âge adulte peut être identifiée dans les conditions constitutives du cerveau sain chez la plupart des mammifères. En conséquence, parmi tous les systèmes sensoriels, le système olfactif se distingue par sa grande plasticité, comprenant entre autres la capacité de renouvellement de ses constituants cellulaires, et ceci y compris à l’âge adulte. Chez les rongeurs, des dizaines de milliers de nouveaux neurones sont intégrés chaque jour dans le bulbe olfactif. Ces cellules sont générées à partir d’une région précise, la Zone Sous Ventriculaire, puis acheminées vers le bulbe olfactif par un Courant de Migration Rostral, pour se connecter avec les circuits bulbaires. De nombreuses études ont décrit les modalités de transmission du message olfactif de l’épithélium olfactif au cerveau, permettant notamment l’établissement d’une mémoire olfactive par l’apprentissage d’une odeur, souvent associée à un autre stimulus sensoriel de contexte pouvant lui-même posséder une valeur émotionnelle. Ainsi, une fois une odeur associée à une situation, une nouvelle rencontre avec celle-ci pourrait raviver les souvenirs inscrits dans les circuits neuronaux et permettre de reconnaître ce même contexte. Nous cherchons donc à déterminer pourquoi les neurones générés chez l’adulte dans le bulbe olfactif jouent un rôle si particulier dans l’apprentissage olfactif et comment ils permettent de modifier la perception ultérieure d’une odeur déjà rencontrée.

Bénéfices attendus

De nombreuses études expérimentales ont étudié les modalités de transmission du message olfactif de l’épithélium olfactif au cerveau, permettant notamment l’établissement d’une mémoire olfactive par l’apprentissage d’une odeur, le plus souvent associée à un autre stimulus sensoriel de contexte pouvant lui-même posséder une valeur émotionnelle. Ainsi, une fois une odeur associée à une situation, une nouvelle rencontre avec celle-ci pourrait raviver les souvenirs inscrits dans les circuits neuronaux et permettre de reconnaître ce même contexte. Dans notre équipe de recherche, nous nous intéressons à un aspect particulièrement inexploré de ces mécanismes : Pourquoi les neurones générés chez l’adulte dans le bulbe olfactif jouent-ils un rôle si particulier dans l’apprentissage olfactif et comment permettent-ils de modifier la perception ultérieure d’une odeur déjà rencontrée ? Pour cela, nous souhaitons étudier une sous-population de neurones inhibiteurs du cortex olfactif innervant les neurones nouvellement générés du bulbe olfactif et leur potentielle modification à la suite d’un apprentissage associatif. En effet, un contrôle à distance de l’activité des nouveaux neurones pourrait être le substrat permettant de définir une nouvelle forme de perception subjective, propre à chaque individu et découlant des expériences personnelles antérieures de chacun. Finalement, une meilleure connaissance des mécanismes de neurogenèse adulte pourrait alors permettre dans le futur la mise en place de nouvelles stratégies thérapeutiques pour contrôler cette production neuronale, dans le but de restaurer les fonctions cérébrales de patients accidentés ou atteints de maladies neurodégénératives ou psychiatriques. Dans le domaine complexe des neurosciences modernes, un défi majeur des chercheurs est alors de comprendre précisément les mécanismes qui assurent l’intégration fonctionnelle de ces nouvelles cellules dans un réseau neuronal actif, et de déterminer les conséquences physiologiques de cette production neuronale permanente.

Procédures

Les animaux seront soumis à des procédures chirurgicales (injections stéréotaxiques, implantations de fibres optiques ou de lentilles à visée micro-endoscopiques dans le cerveau). Ces interventions ne durent pas plus de 2hs et chaque animal sera soumis à un maximum de deux interversions séparées par un minimum de 30 jours. Ils seront également soumis à des tâches d’apprentissage olfactif de type associatif avec renforcement positif. Ce type d’apprentissage a une durée maximal de 1 mois, avec une session de 30 à 60 minutes par jour, chaque jour.

Impact sur les animaux

Notre stratégie expérimentale est conçue de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux tout en évitant au maximum tout stress et inconfort de l’animal. Cependant, au cours de nos expériences les animaux pourront subir quelques effets indésirables comme le stress hydrique, la perte de poids associée (< a 20% du poids original pendant un maximum 4 semaines) et le stress dû à l’isolement (maximum 2 mois). Des implants seront introduits par chirurgie sous anesthésie générale chez les animaux. La présence de ces implants pourrait générer un stress, une douleur légère et de l’inconfort (maximum 2 mois). Cependant, tous les moyens seront mis en place pour éviter toute douleur à la suite des chirurgies.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni remplacés, ni adoptés car il est nécessaire de réaliser des études histologiques sur les tissus à l’issue de chaque procédure.

Remplacement

Il n’existe pas de méthode alternative aux techniques in vivo pour étudier les circuits neuronaux impliqués dans l’apprentissage olfactif. Toutefois, notre stratégie expérimentale est conçue de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux tout en évitant au maximum tout stress et inconfort de l’animal.

Réduction

L’étude statistique impose des cohortes comprenant un nombre suffisant d’animaux afin d’avoir une évaluation pertinente de l’effet des différentes conditions expérimentales sur le comportement. Le nombre de souris minimum par groupe a été calculé pour pouvoir utiliser des tests paramétriques, plus puissants que les tests non paramétriques grâce à des expériences similaires déjà réalisées dans notre laboratoire. Nous utiliserons des tests statistiques pour comparer les groupes avec un risque de p=0.05 et une puissance statistique >80. L’électrophysiologie sur tranche de cerveau permet de changer rapidement le milieu dans lequel baignent les cellules. Il est donc possible d’appliquer successivement et/ou de rincer plusieurs molécules au cours de l’enregistrement d’une cellule donnée. Ceci permet de réaliser des tests statistiques appariés et de réduire le nombre de cellules nécessaire à l’évaluation de l’effet d’un agent pharmacologique. Pour cette partie, deux personnes travailleront en parallèle sur deux postes d’électrophysiologie, ce qui permettra d’optimiser l’utilisation des tissus, de doubler le nombre de cellules enregistrées, et de réduire d’autant le nombre d’animaux nécessaires. Dans la même optique, les expériences d'imagerie permettent d’analyser l'activité des neurones avant et après l’apprentissage, permettant l’utilisation des tests statistiques appariés et le nombre de cellules nécessaire à l’évaluation de l’effet, et ainsi le nombre d’animaux utilisés dans le projet.

Raffinement

Tous les efforts seront mis en place pour réduire le plus possible toute douleur, souffrance et angoisse de l’animal. La durée d’acclimatation à l’animalerie sera d’une semaine minimum. Durant la chirurgie, des anesthésiques et antalgiques seront utilisés, ainsi que des antalgiques de nouveau en post-chirurgie. Ceci est indispensable pour le bien-être de l’animal ainsi que pour notre projet qui est principalement basé sur le comportement : il est nécessaire que l’animal puisse effectuer une tâche de comportement sans biais. Les animaux seront donc observés minimum deux fois par semaine, et tous les jours en post-opératoire. Cette surveillance sera coordonnée entre l’expérimentateur et le personnel de l’animalerie. Pour les souris montrant des signes de douleur (absence de toilettage, posture anormale, défaut de nidification, défaut dans le comportement moteur général et du comportement exploratoire dans la cage, accompagnée ou non d’une perte de poids >20%), l’administration de l’antalgique sera renouvelée 12 et 24h après la chirurgie. Ces animaux seront l’objet d’une surveillance quotidienne accrue. En cas de détresse après l’administration des antalgiques les animaux seront mis à mort (événement très rare). Pour réduire le stress associé à l'isolement (parfois nécessaire lors de combats entre les individus ou en présence d’implants), les cages d’hébergement seront enrichies (igloo, coton extra). Dans le cas des souriceaux, après la chirurgie, le poids de chaque animal sera mesuré deux fois par semaine pour vérifier la bonne croissance des animaux. Le comportement maternel vis-à-vis des souriceaux après la chirurgie sera aussi évaluée (allaitement, toilettage, nidification, signes d’agressivité).

Choix des espèces

On étudie le phénomène de contrôle afférent chez l’adulte dans le système olfactif des souris car ce système est impliqué dans une modalité sensorielle très importante chez les rongeurs : l’olfaction. En conséquence, l’utilisation de cette espèce nous permettra d’obtenir des résultats éthologiquement satisfaisants. De plus, les stimuli olfactifs peuvent participer à l’enrichissement de l’environnement des animaux et donc favoriser leur bien-être durant le temps des expériences. Notre objet d’étude étant les fibres afférentes qui contrôlent l’activité des cellules produites par la neurogenèse chez l’adulte, on utilise dans ces expériences des jeunes souris adultes (8 semaines). Cependant, il faudra comparer l’impact de ces fibres sur les cellules produites dans le cerveau post-natal (neurogenèse post-natale). Pour ce faire, des souriceaux de 6 jours seront utilisés.

112 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 62 tuées pour prélèvements et 50 ramenées en élevage. La moitié est isolée pendant sept jours pour accroître leur agressivité avant un test où les animaux peuvent se battre et se blesser, l'autre test mesurant l'anxiété. Le porteur reconnaît le risque de blessures physiques et le stress social de l'isolement. Il justifie l'usage d'un "organisme entier" par la détection de phéromones, l'application visée étant une apaisine commercialisable pour l'élevage et les animaux de compagnie.

Objectifs

Les phéromones apaisantes maternelles sont des substances chimiques libérées par les glandes sébacées situées dans la région mammaire de la mère, peu après la mise-bas et durant la lactation. Il a été montré que ces phéromones ont des effets apaisants sur la progéniture, et également à l’âge adulte. Leur identification a permis une application pratique de ces « apaisines » en élevage ou chez les animaux de compagnie, pour faciliter la gestion de situations stressantes.. Préciser et comprendre comment ces phéromones agissent, notamment au niveau neurobiologique, immunologique, et de l’expression des gènes est un axe de recherche important dans lequel s’inscrit ce projet et qui nécessite le choix d’un modèle animal sur lequel plusieurs études fondamentales peuvent être facilement menées compte-tenu des outils d’analyse disponibles et des connaissances scientifiques actuelles. La souris est apparue comme le meilleur modèle au vu de l’existence de kits de dosages de neurohormones utilisables et validés, de kits de séquençage des gènes préconçus et la connaissance de plusieurs gènes de référence, et de l’anatomie fonctionnelle du cerveau et du système immunitaire de cette espèce. Au préalable, il est nécessaire d’évaluer/vérifier l’effet des substances chimiques composant la formule des apaisines sur le comportement des souris, notamment leur anxiété et agressivité. Si cette étude s’avère concluante et qu’un tel effet apaisant est confirmé, le projet devrait être poursuivi afin d’investiguer les impacts des apaisines sur la physiologie des souris et les mécanismes qui y sont liés. Outre les connaissances biologiques apportées par une telle recherche sur le plan fondamental, le projet a également un but applicatif plus direct. En effet, les souris comptabilisent près de 64% des animaux utilisés pour la recherche dans des conditions de vie potentiellement anxiogènes (milieu de vie relativement pauvre, stress dû aux manipulations…). Pour une meilleure fiabilité des données scientifiques et pour des raisons tout simplement éthiques, il est important de s'assurer de leur bien-être et de raffiner au mieux leur qualité de vie : l’installation de diffuseurs de phéromones apaisantes dans les animaleries expérimentales pourrait contribuer à l’amélioration de leur bien-être. L’utilisation des apaisines pourrait également être étendue à la sphère domestique pour les souris détenues comme animaux de compagnie.

Bénéfices attendus

Ils sont de 2 natures. Au niveau fondamental, cette étude permettra ensuite la réalisation d’autres études visant à investiguer le mécanisme d’action des apaisines et plus généralement de la communication chimique. Les mammifères terrestres s’appuyant sur la détection et l’interprétation des signaux chimiques de leur environnement pour guider leur comportement, notamment sociaux, cela est primordial pour leur survie et leur reproduction. Il est donc essentiel de connaître et comprendre les mécanismes d’action de la communication chimique. Cela est aussi nécessaire pour conforter l’utilisation actuelle des apaisines chez les animaux de compagnie et de rente. Au niveau appliqué, la confirmation de l’effet apaisant des substances testées permettra de développer une apaisine de souris qui pourra être ensuite directement utilisée dans les élevages à des fins scientifiques ou dans la sphère domestique pour les souris détenues comme animaux de compagnie. En effet, en France, 64% des animaux utilisés à des fins scientifiques sont des souris. S’intéresser au bien-être des individus hébergés dans ce cadre est essentiel : les raisons sont non seulement éthiques, mais elles concernent également la validité des résultats scientifiques – tout stress pouvant influer sur l’état mental et physique d’un individu et ainsi biaiser les résultats obtenus. De plus, assurer le bien-être des animaux utilisés à des fins de recherche est une exigence réglementaire. En fonction des recherches menées sur les animaux (limitant plus ou moins l’enrichissement du milieu de vie), diverses améliorations peuvent être mises en place ; c’est notamment dans ce cadre que s’inscrit la présente étude. En effet, si celle-ci confirme les effets apaisants de la formule de phéromone testée sur les souris (en diminuant leur anxiété et agressivité), le produit pourrait être diffusé dans les animaleries de recherche et ainsi contribuer au raffinement des conditions de vie. Il est également possible d’étendre l’utilisation des apaisines à la sphère domestique, par exemple lorsqu’un particulier adopte une nouvelle souris, afin de faciliter son adaptation à son nouvel environnement.

Procédures

La moitié des animaux (n=56) seront exposés au traitement apaisine, pendant toute la durée de l'étude (7 semaines), mais il n'est pas attendu de nuisances suite à cette exposition. Tous les animaux (n=112) subiront une fois chacun deux tests comportementaux (l’un durant 10 min et mesurant le niveau d’anxiété, l’autre durant 5 min mesurant le niveau d’agressivité) : ils peuvent être source d'angoisse/anxiété, stress psychologique, voire blessures, même si des dispositions sont prises pour éviter ces dernières. La moitié des animaux (n=56) subiront un isolement rapport à leur condition d'hébergement pendant 7 jours, qui peut être source de stress psychologique, mais qui est nécessaire en amont du test comportemental mesurant l’agressivité Une partie des animaux (n=62, 12 provenant de l'étude pilote et 50 provenant de l'étude principale) subiront une anesthésie générale par voie gazeuse au cours de laquelle sera effectué un prélèvement sanguin juste avant leur mise à mort. Cette intervention ne devrait pas durer plus d'une minute.

Impact sur les animaux

Durant la présente étude, les souris sont hébergées dans des conditions standards de laboratoire, ce qui peut engendrer plus ou moins de stress en fonction des individus dépendant de leur sensibilité et de la compatibilité des groupes formés. Certaines souris (n=56) font exception, étant isolées pendant sept jours pour les besoins du test comportemental mesurant l’agressivité dans des cages similaires mais plus grandes : cet isolement peut engendrer un stress social également, ces animaux étant sociaux et ayant toujours vécu en groupe. Cette durée a été choisie car conseillée dans la littérature afin d’accroître leur territorialité et donc leur agressivité envers un intrus. Ce test dure cinq minutes et constitue un stress social aigu. L’agressivité probable des souris faisant consensus dans une telle situation, les individus peuvent se battre plus ou moins violemment ; il y a donc un risque de blessures physiques. L’autre test comportemental a quant à lui été conçu pour évaluer l’anxiété des souris : celles-ci seront donc dans un état potentiellement anxieux durant les dix minutes du test, le fait que le dispositif soit surélevé avec deux branches non protégées par des murs constituant une source d’anxiété. Durant les essais, il y a également un stress de manipulation à prendre en compte, les souris appréciant peu le contact humain Le traitement lui-même, diffusé dans les salles, n’est pas sensé créer d’effet indésirable sur les souris, bien que cela soit surveillé tout au long de l'étude. La manipulation précédant l’anesthésie gazeuse pourrait être source de peur et représenter une nuisance, de courte durée cependant avant la perte de conscience de l’animal.

Devenir

Tous les animaux de l’étude pilote (n=12) sont immédiatement mis à mort à la suite du 2nd test comportemental pour les besoins de la suite du projet, c’est-à-dire la mise au point de méthodes de dosages à partir du volume de sang prélevé. Pour l’étude principale, les 50 souris qui auront subi un isolement rapport à leur condition d'hébergement pendant 7 jours sont mises à mort immédiatement à la suite du 2nd test comportemental, pour l’évaluation des paramètres du projet c’est-à-dire la réalisation des dosages de corticostérone et sérotonine. Les 50 souris ayant continué à être hébergées en conditions standard sont gardées en vie : elles seront ramenées en élevage après le 2nd test comportemental et seront utilisées ultérieurement pour de nouvelles mises au point méthodologiques, en fonction des résultats obtenus dans la présente étude.

Remplacement

Il s’agit notamment d’une étude de recherche fondamentale investiguant les mécanismes d'action physiologiques de la phéromone apaisante maternelle (apaisine). En tant qu'étude de physiologie, elle doit nécessairement porter sur des êtres vivants, qui représentent des systèmes biologiques intégrés, où de multiples organes/tissus fonctionnent de façon associée et coordonnée. En effet, l’utilisation de traitement phéromonal est une stimulation sensorielle par exposition à des phéromones qui nécessite l’utilisation d’organisme entier pouvant détecter et réagir aux composés testés. La détection de ces composés peut engendrer une cascade de réactions physiologiques pouvant mener à une modification du comportement ou de la physiologie de l’animal. Cela ne peut être obtenu et observé que sur animaux entiers pouvant pleinement exprimer leurs comportements et physiologies naturels. Il n'existe pas actuellement de méthodes de remplacement pouvant simuler ces changements suite à une stimulation sensorielle. Cela nécessite donc l’implication d’êtres vivants, dans ce cas des souris.

Réduction

L’effectif des animaux utilisés a été défini grâce à des tests statistiques de calcul de taille d’échantillons nécessaires, avec une puissance statistique de 90%, à partir de données issues d’études publiées. Selon ces calculs, en moyenne, en fonction des données mesurées, un effectif de 44 souris par traitement doit permettre d’observer une différence significative (si elle existe) entre les 2 groupes de l’étude principale (placebo vs. apaisine). 6 souris par condition ont été ensuite ajoutées pour pallier les pertes qui pourraient survenir pendant l’élevage, aboutissant à 50 animaux/groupe, soit 100 animaux au total pour l’étude principale. Une étude pilote est aussi prévue en amont, permettant l’entraînement et l’ajustement logistique et organisationnel des équipes sur un petit nombre d’animaux, qui vise à optimiser les chances de réaliser un essai probant scientifiquement : un effectif de 6 souris/groupe est estimé suffisant pour s’entrainer à la procédure, soit 12 souris au total pour l’étude pilote. Un effectif total de 112 souris est donc nécessaire. Aussi, du matériel biologique prélevé sur les souris de l’étude pilote étant utilisé pour mettre au point les méthodes d’analyse, cela maximise l’utilisation des animaux et contribue à la réduction du nombre d’animaux impliqués dans la recherche.

Raffinement

Concernant l’hébergement, les cages sont nettoyées 1 fois/semaine et aménagées pour répondre aux besoins de l’espèce, comprenant notamment de la litière (copeaux), eau et nourriture ad libitum, des enrichissements comme brique en bois pour ronger, tunnel et cabane en carton pour se cacher, fibres de kraft et coton pour nidifier, et des tapis anti-bruit dans les salles d’élevage. Grâce à une grille d’évaluation du bien-être, les animaux sont surveillés quotidiennement par du personnel qualifié afin de s’assurer d’un état clinique normal et de l’absence de signes de souffrance (par exemple : état du pelage, évaluation de la nidification, présence du comportement fouisseur, absence de comportement anormaux). Un arbre décisionnel basé sur les critères d'arrêt de souffrance est mis en place au cas où des signes de souffrance seraient constatés et les points limites adaptés atteints. Pour manipuler les souris, l’utilisation d’un tunnel de manipulation a été choisie pour limiter le stress. Toutes les manipulations ont lieu pendant la période d’activité des souris au laboratoire (après-midi), et sous lumière rouge (imperceptible) pour respecter leur activité nocturne. Une période d’habituation pré-test à la salle de 30min est réalisée. La présence physique des expérimentateurs dans les salles d’expérimentation sera réduite à son minimum au cours des observations comportementales qui seront vidéo-enregistrées. La ponction sanguine est réalisée sous anesthésie générale. La mise à mort est effectuée sur animal anesthésié en emmenant chaque souris dans une pièce dédiée du laboratoire, hors de la vue/ouïe/odorat de congénères pour éviter toute communication de stress entre individus.

Choix des espèces

L’objectif est de valider les effets comportementaux (anxiété et agressivité) des phéromones apaisantes maternelles (apaisines) sur les souris, pour étudier ensuite leur mode d’action, notamment au niveau neurobiologique, immunologique, et de l’expression des gènes. La souris est apparue comme le meilleur modèle au vu de l’existence de kits de dosages de neurohormones utilisables et validés, de kits de séquençage de gènes préconçus et de la connaissance de plusieurs gènes de référence, de l’anatomie fonctionnelle du cerveau et du système immunitaire de cette espèce. Développer des apaisines chez cette espèce revêt également un intérêt. La souche choisie est connue pour son caractère plus manipulable, moins anxieux et agressif pour limiter les risques de blessures lors des tests comportementaux. Elles ont un comportement maternel plus prononcé, ce qui, pour les apaisines, semble plus pertinent. Aussi, rapport aux études immunologiques envisagées ensuite, ces souris développent une réponse immunologique plus variée et représentative. Les souris impliquées dans l’étude sont des adultes. Elles ont 2 mois pour 56 d’entre elles et 3 mois pour les 56 autres. Le fait qu’une partie d’entre elles soient plus âgées devrait permettre à ces souris d’être plus grosses et plus dominantes envers les autres, et donc d’exprimer plus fortement le comportement agressif/territorial recherché. Le choix de sélectionner des adultes permet également d’étudier des souris susceptibles d’exprimer une diversité de comportements de leur espèce. De plus, ces animaux auront déjà une expérience sociale : ainsi, un isolement pour les besoins du test comportemental mesurant l’agressivité aura hypothétiquement moins d’effets délétères que sur des souris tout juste sevrées; cependant, les recherches sur l’impact d’un isolement à cet âge sur le bien-être des individus manquent à ce jour pour confirmer cette hypothèse.

150 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des composés par gavage quotidien jusqu'à cinquante jours, passent des tests de reconnaissance d'objet, de labyrinthe à quatre bras et de labyrinthe en Y, puis sont mises à mort par décapitation pour des enregistrements sur coupes de cerveau, afin de tester des composés contre la maladie d'Alzheimer. Le porteur indique de possibles signes d'inconfort et une perte de poids après administration. Il affirme que les tests de mémoire et l'électrophysiologie sur coupes ne peuvent être reproduits en culture cellulaire.

Objectifs

La maladie d’Alzheimer (MA) se caractérise par une perte progressive de la mémoire et des capacités de notre cerveau qui nous permettent d'être en interaction avec notre environnement : percevoir, se concentrer, acquérir des connaissances, raisonner, s'adapter et interagir avec les autres. La zone du cerveau impliquée dans l'apprentissage et la mémoire est l'hippocampe. Dans ce projet, afin d’évaluer l'effet des composés testés par voie orale, des tests comportementaux seront utilisés pour quantifier les déficits de mémoire chez les souris âgées. Puis l’effet des composés testés par voie orale sera évalué sur l’activité électrique des cellules neuronales par la technique d’électrophysiologie, sur coupes cérébrales, chez des rongeurs.

Bénéfices attendus

Ce projet scientifique associé à notre plateforme d'électrophysiologie et de comportement permettra de mieux comprendre la physiologie des cellules neuronales, dans le but de développer de nouvelles approches thérapeutiques chez l’Homme afin de traiter les pathologies cérébrales et notamment la maladie d’Alzheimer.

Procédures

-Administration quotidienne jusqu’à 50 jours, 1 à 2 maximum/jour par voie orale avec une sonde alimentaire de taille adaptée à l’espèce : 10 secondes -Test de reconnaissance d’objet dans une arène, 3 séances à 24h d’intervalles de 10 minutes avant la fin de l’étude -Test du labyrinthe des 4 bras, 1 séance de 5 minutes 48 h avant la fin de l’étude -Test du labyrinthe en Y, une séance de 15 minutes d’entrainement puis 24 h après une séance de test de 5 minutes avant la fin de l’étude. -Anesthésie pour prélèvement sanguin : anesthésie de la souris par inhalation (induction : 4-5% isoflurane) (maximum 3 minutes) -Prélèvement sanguin : 10 secondes jusqu’à 1 fois par semaine (maximum 5 prélèvements sur animal vigile ou anesthésié) et le dernier jour d’étude sur animal anesthésié : 10 secondes - Euthanasie : Administration intrapéritonéale du mélange d’anesthésiques/analgésiques (10 secondes), ou anesthésie de la souris par inhalation (induction : 4-5% isoflurane, maximum 3 minutes), décapitation (3 secondes)

Impact sur les animaux

Suite à l’administration des composés à tester, il se peut que des signes d’inconfort ou d’intolérance se manifestent (baisse d’activité, perte de poids, poils hérissés, modification des selles...). Dans tous les cas, un suivi quotidien de l’état général des animaux et une pesée hebdomadaire seront réalisés afin de repérer tout signe de mal-être. Les 3 tests comportementaux différents seront réalisés 48h, 24h avant et le jour de l’euthanasie et ne dureront pas plus de 15 minutes chacun. Aucune nuisance n’est attendu pendant ces tests comportementaux qui sont de l’exploration d’objets ou de territoire.

Devenir

Les animaux seront tous euthanasiés afin de réaliser les coupes cérébrales et procéder aux enregistrements de l’activité cérébrales sur ces coupes.

Remplacement

Les tests de comportement nécessitent l’utilisation d’animaux vivants pour quantifier les déficits d’apprentissage et de mémoire. L'organisation des réseaux neuronaux peut être étudiée sur des coupes cérébrales de rongeurs par électrophysiologie. Ces expériences ne peuvent pas être reproduites, ni étudiées dans des modèles de cultures cellulaires. Nos expérimentations au sein de la société, même si elles nécessitent l’utilisation d’animaux, sont pratiquées avec un souci permanent de réduction du nombre d’animaux et de bien-être pour nos animaux en expérimentation. Toutes les expériences sont réalisées dans le respect de l'éthique animale.

Réduction

Le nombre de souris a été réduit autant que possible, tout en étant suffisant pour l'obtention de résultats exploitables. L'évaluation du nombre d'animaux nécessaire a été effectuée par un programme adapté. Les résultats seront analysés par des tests statistiques. Nous adapterons les tests statistiques en fonction des observations. Les tests comportementaux et les enregistrements électrophysiologiques seront fait sur les mêmes animaux afin de réduire le nombre d’animaux.

Raffinement

Les animaux plus âgés pourront être placés individuellement pour éviter le risque de bagarre dès leur arrivée, suite à un retour d’expérience et aux recommandations de l’éleveur. Ils resteront toujours en contact visuel et olfactif. Avant toute administration, une période d’acclimatation des animaux d’au moins 5 jours sera respectée. Un suivi quotidien des animaux sera effectué sans exception (Week-ends & jours fériés), les animaux seront pesés une fois par semaine dès la fin de la période d’acclimatation par les expérimentateurs pour suivre l’état de santé général . En particulier, ils seront observés après chaque geste technique (administration, prélèvement), afin de s’assurer de l’absence d’effet indésirable inattendu. En cas d’altération de l’état de l’animal, la surveillance sera rapprochée et il sera soigné selon les recommandations du vétérinaire et en accord avec le directeur d’étude. Ce suivi nous permettra de déceler précocement tout signe de souffrance ou d’angoisse et nous appliquerons strictement les points limites définis. Les animaux seront évalués grâce à la fiche d’observation /points limites et l’atteinte d’un point limite entrainera les actions documentées dans cette fiche. Un entrainement (première exposition dans l’arène ou labyrinthe, présentation des objets) sera réalisé une fois, 24h avant de réaliser un test comportemental afin de diminuer le stress de l’animal et de rendre des résultats fiables. Lors des prelevement sanguins réalisées par du personnel compétent et qualifié, les animaux pourront être sous anesthésie générale.

Choix des espèces

Nos expérimentations sont réalisées chez la souris dont l’étude est extrêmement répandue au sein des laboratoires de recherche en Neurosciences, rendant les résultats pertinents pour la communauté scientifique nationale et internationale. Ces rongeurs, de petite taille et d’élevage facile, possèdent un système nerveux dont le développement est extrêmement proche de celui du système nerveux humain, et dont l’organisation, certes simplifiée, est suffisamment complexe. Ils constituent des modèles de choix pour l’étude des mécanismes du fonctionnement cérébral. Les animaux seront utilisés de l'âge de 3 semaines à 95 semaines, afin de couvrir tous les âges, du jeune à l'adulte.