Éthologie / comportement / biologie animale

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Autres oiseaux : 300
Souffrances
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300 diamants mandarins vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, sans être tués à l'issue, les adultes rejoignant l'élevage et les jeunes étant proposés à l'adoption. Les couples reproduisent trois mois en cages plus petites que les volières, une partie des jeunes est séparée du père, et chaque jeune passe six jours isolé lors d'un test de mémorisation spatiale, en contact auditif avec ses congénères. Le porteur décrit l'inconfort du confinement et le stress possible de l'isolement, qu'il dit atténuer par un environnement enrichi. Il affirme que l'étude de l'influence sociale sur le développement cognitif "nécessite" une espèce d'oiseau nidicole et exclut tout remplacement.

Objectifs

Chez les vertébrés et les oiseaux, il est reconnu que la qualité des soins parentaux et l’environnement peuvent avoir une incidence importante sur le développement des jeunes, notamment pour les espèces nidicoles. L’environnement social est ainsi essentiel pour les processus d’apprentissage des jeunes. A l’heure actuelle, la majorité des études se sont focalisées sur des comportements particuliers (ex : chant) ou sur la phase post-natale de développement au nid. Au contraire, l’impact de l’environnement social lors de la phase d’adolescence sur les capacités cognitives a été beaucoup moins étudié. Est-ce que l'instabilité du noyau parental affecte le développement cognitif des jeunes oiseaux ? Est-ce que la proximité sociale avec les autres membres de la famille améliore, ou au contraire, détériore le développement cognitif des jeunes oiseaux ? Est-ce que la proximité sociale permet d’atténuer les effets potentiels d’une perturbation du noyau parental ? Pour répondre à ces questions, nous visons à suivre le développement de 60 nichées de diamants mandarins confrontées à des conditions sociales différentes durant leur adolescence. Nous aurons ainsi 4 groupes d’oiseaux dont l’environnement social diffère durant la phase d’adolescence des jeunes. Lors de l’adolescence (après envol du nid) : (1) 15 nichées seront maintenus avec leurs deux parents dans un environnement social classique (grandes cages) ; (2) 15 nichées seront confrontées au retrait temporaire du père dans un environnement social classique (grandes cages) ; (3) 15 nichées seront maintenus avec leurs deux parents dans un environnement de proximité sociale (cages de taille modérée) ; (4) 15 nichées confrontées au retrait temporaire du père dans un environnement de proximité sociale (cages de taille modérée)). Une fois l'adolescence terminée, des tests cognitifs (mesures de mémorisation spatiale) seront effectués chez les individus devenus adultes pour répondre à nos questions. Cette espèce d'oiseau très social a été selectionnée car le père peut rester près des jeunes durant les deux semaines suivant l'envol, mais il peut également laisser sa descendance juste après l'envol pour entamer un nouvel épisode de reproduction. Ces deux conditions (absence ou présence du père) sont donc fréquemment retrouvées dans la nature et correspondent à uns situation "naturelle".

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d’améliorer nos connaissances concernant l’apprentissage et la mise en place des comportements cognitifs chez les oiseaux nidicoles. Il permettra notamment de mieux comprendre l’impact de l’environnement social (noyau parental et proximité sociale) lors de l’adolescence sur la capacité de mémorisation spatiale des individus.

Procédures

Les animaux reproducteurs seront capturés pour transfert de leurs volières d'hébergement vers les cages de reproduction (2 captures par adulte en plus des captures hébdomadaires pour le suivi de la masse et de la santé des individus). Ces individus seront recapturés pour le retour en volière d'hébergement 3 mois après la mise en cage de reproduction quand les jeunes auront atteints l'age adulte. Les jeunes seront capturés 1 fois pour le transfert de la cage de naissance vers leurs volières d'hébergement. Il seront ensuite capturés 2 fois pour être transférés dans le dispositif de test de mémorisation et pour retourner dans leur volière d'hébergement. Pendant la phase de test de mémorisation, les individus seront isolés de leurs congénères (pendant 6 jours), mais ils resteront en contact auditif. Les procédures de capture et de transfert prendront 3 minutes au maximum. Les jeunes seront également capturés une fois par semaine pour le suivi de leur masse et de leur état de santé).

Impact sur les animaux

La reproduction des individus dans les cages plus petites que les volières pendant 3 mois peut représenter un léger inconfort. Tous les individus concernés seront placés dans des volières de très grande taille suite au projet. L’effet du retrait du père devrait être limité car c’est un âge où les jeunes ne sont plus dépendants de leurs parents pour l’accès à la nourriture. Dans la nature, c’est également un âge ou le père abandonne fréquemment les jeunes en les laissant sous la garde de la mère uniquement. Les tests de mémorisation spatiale pourraient provoquer un stress (6 jours consécutifs) et sera minimisé par des conditions optimisées durant le test (contact auditif avec congénères, reconstitution de l’environnement de la cage de naissance).

Devenir

Du fait des procédures légères utilisées, tous les animaux seront gardés en vie et seront réintégrés à l'élevage de l'établissement utilisateur (adultes) ou adoptés (jeunes).

Remplacement

L’essence de ce projet est de tester l’influence des conditions sociales lors de l’adolescence sur le développement cognitif des oiseaux nidicoles. De ce fait, le remplacement n’est pas possible et l’utilisation d’une espèce modèle d’oiseau nidicole est nécessaire.

Réduction

La taille des 4 lots permettra de disposer d’une quinzaine de couples par traitement, et de 45 jeunes par traitement. Ceci représente une taille adaptée pour tester l’effet des variables considérés sur la mémorisation spatiale. Le nombre de 45 jeunes par condition a été établi à l'aide d'un test dit de puissance et garantit l'obtention de résultats exploitables. Les résultats seront analysés par des tests statistiques dédiés.

Raffinement

La souffrance et l'angoisse des mandarins seront réduites au minimum en (1) fournissant un environnement enrichi aux individus reproducteurs et aux jeunes mandarins (cages enrichies avec jouets, bains, et abris, photopériode adéquate, température optimale); (2) réduisant la durée des interventions pour chaque cage (passage journalier de 10 minutes par cage avec observation des comportements et « scoring » des individus) ; (3) en faisant réaliser les tests cognitifs par du personnel expérimenté et en réalisant ces tests derrière un miroir sans tain.

Choix des espèces

Le diamant mandarin est une espèce classiquement utilisée pour étudier les oiseaux nidicoles en laboratoire. Leur élevage est facile et très bien maitrisé. De plus, c’est une espèce modèle pour étudier la cognition chez les oiseaux et les protocoles de tests cognitifs ont été validés dans de multiples études. C'est par ailleurs une espèce très sociale qui vit avec une proximité des individus très importante. Les individus seront étudiés durant la reproduction (60 couples) et le développement des jeunes issus de cette reproduction (180 individus).

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Souris : 1988
Souffrances
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Devenir
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 1988

1 988 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Les femelles gestantes subissent une restriction alimentaire quotidienne et des prélèvements de liquide amniotique et de lait sous anesthésie, et leurs portées sont soumises à des séparations maternelles, des contentions et des tests de locomotion, de choix alimentaire et d'interactions sociales. Le porteur décrit chaque animal comme "un objet d'étude" euthanasié après évaluation, et affirme qu'aucun modèle in vitro ou in silico ne rendrait compte du développement cérébral étudié. Il avance que ces enrichissements odorants "pourraient améliorer le bien-être des animaux non-humains" en élevage, un bénéfice renvoyé au conditionnel.

Objectifs

La période périnatale permet la transmission au fœtus de signaux chimiques, comme par exemple les odeurs maternelles d’origine alimentaire. Plusieurs études se sont intéressées aux effets d’expériences olfactives précoces sur le comportement humain et animal (principalement rongeurs). Les effets sur la descendance varient selon les études et les individus et sont peu stables dans le temps. Peu d’études restreignent la période d'exposition olfactive à la période prénatale, alors que les expériences olfactives prénatales représentent une méthode non invasive, facile à mettre en oeuvre et prometteuse afin d'orienter différentes dimensions du comportement animal lors de phases critiques sur le plan émotionnel, comme la naissance et le sevrage: favoriser les transitions alimentaires, apaiser les individus dans certaines situations stressantes par le rappel de l’odeur, ou faciliter les interactions sociales. Enfin, les mécanismes reliant émotions et odeurs sont peu connus, ont été surtout étudiés dans des situations de renforcement négatif et sans prise en compte des effets liés au sexe. Une meilleure maitrise du contexte dans lequel l’odeur a été apprise, en particulier dans un contexte positif, pourrait favoriser des effets plus robustes. Notre objectif est de tester si le contexte émotionnel maternel participe à renforcer l’apprentissage du contexte odorant en associant odeur et renforcement sucré chez la mère et en évaluant son effet sur les comportements olfactifs, alimentaires et socio-émotionnels des descendants.

Bénéfices attendus

Ce projet apporte des connaissances fondamentales sur les mécanismes neuronaux par lesquels apprentissage olfactif et émotions sont liés pendant le développement fœtal et comment ce lien module durablement les réponses comportementales des descendants lors du rappel de l’odeur dans l’environnement pendant leur trajectoire de vie. L’utilisation d’enrichissements odorants pertinents sur le plan émotionnel, car associés au contexte fœtal, pourrait améliorer le bien-être animal en favorisant un état émotionnel positif lié au rappel de l’odeur dans des contextes d’élevage. Selon les résultats obtenus sur l’espèce modèle, une transposition à des animaux d’intérêt agronomique est envisageable, animaux pour lesquels des procédures stressantes sont imposées par les systèmes agricoles (rupture du lien mère-petit, piqures, traitements, opérations).

Procédures

Les femelles seront élévées en cage individuelle, soumises à une restriction alimentaire modérée pendant la gestation (5h/jour) et seront pesées pour suivi de gestation (3 fois/semaine) : n=148 femelles vigiles, gestation. Les prélèvements de liquide amniotique / lait seront réalisés sur souris anesthésiées : n=28, 1 fois. Une pesée des portées (équilibrées) couplée à une séparation maternelle sera réalisée: n= 1200 individus, 1 fois, 10-15 min. Certains surnuméraires seront isolés de leurs congénères le temps du test de locomotion (n=240, 1 fois, 3 min). Les autres seront placés à plusieurs en atmosphère enrichie ou pas en odorant (n=240, 1 fois, 90 min) Au sevrage, une procédure de contention sur animaux vigiles et isolés permettra la collecte des fécès émis naturellement (n=240, 1 fois, 20 min). Certains animaux seront aussi gardés en cage individuelle pour les tests de choix alimentaires (n=240, 1 fois, 4 jours) et d’interactions sociales (n=240, environ 2 semaines).

Impact sur les animaux

Les procédures impliquent une restriction alimentaire en temps (5h/j) mais pas en quantité totale. Une vie en cage individuelle est parfois nécessaire pour des mesures individuelles de consommation ou des mesures du comportement maternel (sans influence de congénères). Une injection (ocytocine + anesthésique) est réalisée pour les prélèvements de liquides maternels. Le test de motivation olfactif en post-natal nécessite une séparation à la mère pour motiver sa recherche. Certains tests comportementaux sont réalisés dans des environnements nouveaux (avec habituation dès que possible). Un stress de contention de courte durée est appliqué en condition odorisée ou non ; le but étant de déterminer si l’odeur connue peu apaisée les individus stressés.

Devenir

Chaque animal est un objet d’étude et sera donc euthanasié à l’issue de son évaluation. Les mères doivent avoir déjà élevé une portée et ne peuvent être odorisées qu’une seule fois pour éviter une accumulation de l’odorant dans les tissus pouvant induire un biais aux résultats. Afin d’étudier les comportements post-nataux et mécanismes associés à une exposition restreinte à la gestation, les souriceaux doivent être étudiés à l’état « naif », c’est-à-dire ne pas avoir été exposés à plus d’une procédure utilisant l’odorant. C’est pourquoi chaque animal ne peut pas passer par plusieurs procédures successives et doit être euthanasié après chacune pour identifier les mécanismes mis en jeu dans la ré-exposition à l’odeur à court et long terme.

Remplacement

Seules les approches sur animal vigile permettent de rendre compte de la complexité des mécanismes de contrôle des comportements alimentaires et socio-émotionnels. Aucune préparation in vitro ou modèle in silico ne prend en considération l’intégration à plusieurs niveaux du système nerveux central, de signaux centraux et périphériques, ni le contexte particulier du développement cérébral traité ici qui nécessite des interactions entre la mère et le fœtus.

Réduction

Nous avons choisi de travailler avec les souris CD1 connues pour être prolifiques et maternelles afin de minimiser le nombre de reproducteurs. De notre expérience antérieure sur ce modèle et de la littérature, une grande variabilité de réponses entre individus est constatée, ce qui nous conduit à maximiser le nombre d’individus par groupe et par expérience, afin de garantir l’utilisation de modèles linéaires mixtes comme tests statistiques permettant de tenir compte des effets aléatoires . Les effectifs des descendants ont été prévus pour des puissances statistiques calculées a priori. Pour optimiser le nombre d'animaux utilisés, nous commençons par une expérience pilote afin d’ajuster la durée d’odorisation, puis nous décomposerons l’effectif expérimental en plusieurs séries indépendantes. Les femelles primipares ne produiront qu’une seule portée, et les portées seront réduites à 10 petits pour standardiser au mieux les expériences maternelles. Nous veillerons à valoriser tous les individus surnuméraires, en les utilisant pour les mises au point méthodologiques (neurologie) ou pour le test de comportement motivationnel olfactif à la naissance. Tous les descendants des femelles des 4 groupes maternels seront considérés et valorisés, mâles et femelles. En fonction des données obtenues sur les 2 premières séries, nous procéderons à des répétitions expérimentales jusqu’à atteindre le nombre d’animaux nécessaires par groupe expérimental pour satisfaire les effectifs requis par les tests de puissance statistique. Nous réutilisons tous les descendants de la procédure 2a vers la procédure 3 et suivantes.

Raffinement

Les animaux (femelles gestantes et descendants) seront suivis pendant toutes les phases grâce à des pesées régulières. Leur milieu de vie sera enrichi et toutes les procédures seront précédées par une phase d’habituation ou de transition. Les animaux seront gardés 2 par 2 avant les fécondations et les procédures seront optimisées dans le temps afin de minimiser les temps de séparations mères-petits. Les animaux ne seront placés en cage individuelle que lorsque ce sera nécessaire (odorisation en fin de gestation, mesures individuelles de consommation). Malgré la vie en cage individuelle, les animaux seront plusieurs dans la même pièce en cages plexiglass transparentes ce qui autorise des communications sociales. Les cages seront enrichies avec de la sciure et des cubes en bois, ainsi que du materiau de nidification (« sizzlenest ») pour les femelles gestantes afin qu'elles construisent leur nid. Les restrictions alimentaires (5h en fin de cycle "jour") sont utilisées pour optimiser l’association entre prise alimentaire et récompense sucrée chez les mères et pour homogénéiser la motivation entre les descendants pour les tests de consommation/préférence. L'effet sur les animaux est supposé limité puisque la privation alimentaire survient pendant le cycle "jour" où les animaux ne consomment que 10% de leur ration quotidienne. De plus, d'après la littérature, elle ne devrait pas induire de baisse de consommation quotidienne, ni de perte de poids (les animaux s'adaptant rapidement à ce rythme). Dans les autres procédures, nous laisserons les animaux ad libitum. Afin d’éviter une réaction néophobique à l’aliment odorisé et un stress alimentaire, le nouvel aliment/biberon odorisé est proposé en choix avec l’aliment standard du 11ème au 13ème jour de gestation pour assurer une transition alimentaire visant à réduire le stress. Après la naissance, la litière sera changée progressivement et jamais juste après la naissance et nous profiterons des phases de soins aux animaux pour effectuer des tests de comportement maternel (procédure 2a). Quand le protocole impose une séparation maternelle, les petits d'une même portée sont maintenus ensemble pour réduire le stress, et sous une lampe chauffante, incubateur ou tapis chauffant pour leur confort thermique.

Choix des espèces

L’olfaction est un sens particulièrement développé chez les rongeurs et oriente bon nombre de leurs comportements. L'expérimentation sur la souris est facilitée par un contrôle des conditions d'odorisation, un intervalle intergénérationnel court, une fécondité élevée, les descendants sont manipulables dès la naissance. Les dispositifs comportementaux sont optimisés pour la souris. L'interprétation des résultats sera facilitée par les nombreuses données bibliographiques disponibles sur ses comportements murins qu’ils soient maternels, alimentaires ou sociaux, sa neuro-anatomie et sa physiologie. De plus, les expérimentateurs possèdent une expertise forte relative à l’étude du système olfactif sur plusieurs modèles d’odorisation périnatale dont la souris. Des mères primipares (10-15 semaines d’âge) seront utilisées pour effectuer un cycle de reproduction. Les souriceaux seront utilisés entre l’âge d’un jour et de 8 semaines, ce qui correspond à différentes transitions physiologiques d’importance (naissance, sevrage, et prépuberté), mais avant la maturité sexuelle pour éviter des biais liés au démarrage du cycle hormonal connu pour influencer les performances olfactives.

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Souris : 270
Souffrances
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Devenir
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 270

270 souris femelles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections intrapéritonéales répétées pendant une à six semaines, subissent des tests moteurs répétés et un électromyogramme sous anesthésie, pour tester l'hypothèse d'un lien entre déficit en macrophages thymiques et myasthénie. Le porteur indique que les molécules injectées peuvent provoquer une fébrilité transitoire. Il justifie le recours à l'animal par un "besoin" de valider chez la souris des observations faites chez des patients et in vitro.

Objectifs

La myasthénie grave est une maladie auto-immune rare. Elle est liée à la production d’auto-anticorps dirigés contre le récepteur à l’acétylcholine (RACh), situé à la jonction entre le nerf et le muscle. Ces auto-anticorps altèrent la transmission du message nerveux entre le nerf et le muscle conduisant à des faiblesses musculaires plus ou moins invalidantes. Il n’existe actuellement aucun traitement pour guérir de la myasthénie. Les traitements actuels proposés aux patients sont essentiellement pour limiter les symptômes ou non-spécifiques, et doivent être pris à vie. Dans la myasthénie, si le muscle est l’organe cible, l’organe effecteur est le thymus. Une diminution du nombre des macrophages dans le thymus des patients myasthéniques a été récemment mise en évidence. Notre hypothèse est que ce défaut en macrophages de l’inflammation du thymus à l’origine de la myasthénie. Ce projet de recherche a pour but de démontrer chez la souris qu’une diminution du nombre de macrophages thymiques induit des changements thymiques comme ceux observés chez les patients, et à long terme une myasthénie.

Bénéfices attendus

La myasthénie autoimmune est une maladie chronique invalidante. On ne sait pas exactement encore pourquoi des personnes développent cette maladie. La compréhension des mécanismes étiologiques est donc très importante pour proposer de nouveaux traitements plus adaptés aux patients. En effet, à l’heure actuelle, les traitements proposés sont souvent des immunosuppresseurs à vie et/ou une ablation radicale du thymus. Dans ce projet, nous souhaitons démontrer qu’un défaut en macrophages thymiques serait à l’origine de l’inflammation thymique conduisant à la myasthénie. Il n’y a pas de modèle spontané connu de cette pathologie chez la souris. Nous souhaitons utiliser une combinaison de molécules pour : 1) Démontrer que l’injection intrapéritonéale de ces molécules peut induire au bout d’une semaine, une inflammation dans le thymus. 2) Démontrer que les effets ces molécules sont exacerbés chez des souris transgénique qui ont moins de macrophages. 3) Sur des manipes plus longues (6 semaines), rechercher chez des souris ayant moins de macrophages thymiques, l’apparition de symptômes myasthéniques. Ce projet a pour objectif de mieux comprendre comment la myasthénie se met en place afin de proposer ensuite de nouvelles approches thérapeutiques aux patients.

Procédures

1) L’injection intra péritonéale consiste à injecter un produit directement dans le péritoine, en bas de l’abdomen, afin d’induire une réponse systémique rapide. Cette manipulation se fait sur souris vigiles et dure quelques secondes. Geste réalisé sur chaque souris et selon les procédures: - 3/sem pendant 1 semaine pour 90 souris – 3/sem pendant 4 semaines pour 36 souris – tous les jours pendant 1 semaine 36 souris – 2/sem pendant 6 semaines pour 108 souris. 2) Les tests cliniques visent à étudier l’activité motrice des différents animaux afin d'évaluer l'apparition de la pathologie et les effets du traitement. L’évaluation comportementale de l’activité motrice des souris est pratiquée à l’aide de tests usuels, basés sur le comportement spontané des rongeurs (Grip test après une course sur tapis de 5 minutes et grille retournée) et la mesure du poids. 5 mesures sont faites par souris pour le grip test et un test de la grille retournée; chaque test durant 1 minute maximum. Ces tests concernent 108 souris et sont menés tout au long du protocole expérimental : une séance d’habituation (pour minimiser le stress associé aux manipulations répétées) est effectuée quelques jours avant la première injection et ensuite des séances régulières sont espacées de 8 à 12 jours. 3) L’electromyogramme permet de suivre le statut myasthénique suite à une stimulation du muscle squelettique. Pour ce protocole les souris sont anesthésiées. Après l’examen, les souris sont ensuite replacées dans leur cage initiale. L’examen, qui dure en totalité de 10 à 15 minutes par animal, sera pratiqué quelques heures avant l’euthanasie de la souris à la fin du protocole expérimentale et ne sera donc réalisé qu’une seule fois par animal. Cette procédure concerne 108 souris dans ce projet.

Impact sur les animaux

Les molécules injectées peuvent entrainer une fébrilité transitoire due à l’activation du système immunitaire. Les injections intrapéritonéales ne sont pas invasives pour les souris, le geste étant rapide et n’entrainant pas de blessure chez l’animal ou de gêne pour le déplacement. Les tests cliniques n’entrainent pas de stress particulier chez la souris. L’électromyogramme sera effectué sur les souris anesthésiées et elles ne ressentiront pas la douleur dût au test. Dès la fin de la manipulation, l’animal est euthanasié et n’est donc pas impacté pour la suite par cette procédure.

Devenir

Tous les animaux à la fin de ce projet sont euthanasiés. Effectivement à la fin de chaque protocole, il est nécessaire de prélever différents organes et tissus pour pouvoir étudier l’impact physiologique et moléculaire des différents traitements utilisés. Ceci a pour but d’optimiser l’utilisation des souris de ce projet.

Remplacement

A ce jour notre projet découle d’observations faites chez des patients myasthéniques et d’expériences in vitro. Maintenant, nous avons besoin de valider nos observations avec des modèles animaux, afin de démontrer que la myasthénie pourrait être due à une diminution des macrophages thymiques

Réduction

Le nombre de souris par condition expérimentale est déterminé pour permettre une bonne analyse statistique des données et par un test de puissance, pour obtenir des résultats fiables à la suite de nos expériences, tout en utilisant le minimum d'animaux. En tout 270 souris sont nécessaires à la réalisation de ce projet expérimentale

Raffinement

Lors de leur arrivée dans l’animalerie, les souris sont acclimatées pendant au moins 1 semaine. Les souris sont stabulées sur des portoirs ventilés avec un système d'abreuvement automatique. Le cycle d'éclairage est de 12h par jour (les lumières s'allument automatiquement à 6h du matin et s’éteignent le soir à 18h). L'utilisation de "Sizzlenests" (bandes de papier Kraft autoclavées) permet aux rongeurs de faire rapidement des nids. Le nid leur permet d’être moins dérangés par le bruit, la lumière, le mouvement et les changements de température. Il donne un sentiment de sécurité, ce qui réduit le stress des animaux et donc leur agressivité. Lorsqu'il y a apparition de signe clinique de la maladie, de la nourriture humidifiée est mise dans la cage pour éviter aux souris, si elles sont faibles d'aller chercher la nourriture en hauteur. Afin de limiter au maximum la douleur et le stress chez les animaux lors des injections intrapéritonéales, elles seront effectuées alternativement à gauche et à droite dans la partie basse de l’abdomen. Une séance d’habituation aux tests cliniques est effectuée quelques jours avant la première injection pour minimiser le stress associé aux manipulations. Le score clinique complet est évalué tous les 8-12 jours. Lors de l’électromyographie, la souris est anesthésié afin qu’elle ne ressente pas la douleur. La souris est ensuite euthanasiée juste après les mesures et ne ressent pas les conséquences de ce protocole. Les souris sont surveillées quotidiennement par les animaliers pour repérer d’éventuels signes de mal-être, de blessures ou si elles atteignent des points limites. Dans ces cas la souris est euthanasiée.

Choix des espèces

Les souris sont couramment utilisées pour la mise en place de modèles pour des maladies autoimmunes, dont la myasthénie. L’avantage de la souris est que le système immunitaire est bien mieux connu et que des souris transgéniques, déficientes pour des gènes précis, peuvent être utilisées. Des souris femelles seront utilisées car la myasthénie est une maladie qui touche majoritairement les femmes. Les expériences seront effectuées sur des souris de 6 semaines au début de l’expérience ce qui correspond à l’adolescence, période d’apparition de la maladie chez l’humain.

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Poules : 25
Souffrances
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Devenir
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25 poules pondeuses vont être utilisées, puis réutilisées dans d'autres projets de cognition, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles sont manipulées et testées quotidiennement pendant des séances d'apprentissage qui reposent sur une privation de nourriture de 14 à 22 heures pour maintenir leur motivation face à des récompenses alimentaires. Le porteur décrit des tests de cognition inspirés de ceux menés sur d'autres espèces et présente le projet comme un moyen d'améliorer les connaissances sur les capacités mentales de la poule. Il indique qu'un point limite défini au préalable peut conduire à l'euthanasie d'un individu.

Objectifs

L’objectif principal du projet est d’améliorer les connaissances fondamentales concernant les capacités cognitives déclaratives chez un oiseau domestique : la poule pondeuse. Le projet met en place différents tests de comportement pour étudier ces capacités cognitives

Bénéfices attendus

Ce projet de recherche fondamental permettra d’accroître les connaissances scientifiques concernant les capacités cognitives chez la poule pondeuse. Plus précisément, les tests en cognition prévus sont inspirés de tests déjà effectués chez d’autres espèces et qui ont permis de mettre en évidence de capacités déclaratives complexes chez ces espèces, dont certaines que l’on pensait propres à l’humain. Pour ces espèces, révéler ces capacités mentales a influencé la façon dont les animaux sont perçus et la façon de les élever, d’interagir avec eux.

Procédures

Les animaux vigiles sont manipulés par un expérimentateur avec qui le lien de confiance est privilégié et ne sont pas contraints. Les animaux sont manipulés tous les jours pour la pesée et lors des sessions d’apprentissage ou de test. Le temps de la pesée dure environ 1 minute, en comptant les temps de trajet (environ 5 secondes sur la balance). Les animaux sont testés tous les jours entre 6h et 16h. La durée des phases d’apprentissage et des phases de test programmée est variable selon le test cognitif et peut durer, au total, pour un test, entre 3 semaines et 2 mois. Chaque session de test quotidienne peut durer entre 10 minutes et 40 minutes, selon le type de test cognitif en question. Les animaux sont mis au repos 4 à 5 jours entre deux tests pour tester une capacité cognitive.

Impact sur les animaux

La phase d’apprentissage des animaux met en jeu une récompense alimentaire ; pour que cet apprentissage soit efficace les animaux doivent donc impérativement être à jeun afin de garder leur motivation et les intéresser à la tâche demandée. La durée de jeun programmée peut aller de 14 heures à 22 heures. Néanmoins les animaux reçoivent des récompenses alimentaires au cours de cette période de jeun, lors de leurs sessions d’apprentissage et de test (1 à 2 sessions par jour), sous la forme de vers de farine (de 30 à 120 vers par session) qui est un aliment très énergétique.

Devenir

Tous les animaux n’auront été utiisés que dans le cadre de tests en cognition et seront réutilisés pour d’autres projets concernant la cognition.

Remplacement

L’intérêt du projet est l’étude des capacités cognitives du modèle animal en lui-même, ce qui ne permet pas d’appliquer de mesure de remplacement.

Réduction

Le résultat principal recherché est une performance individuelle significativement supérieure au hasard, pour un nombre d’individus suffisant relativement aux pratiques retrouvées dans la discipline. Compte tenu de la variabilité inter-individuelle présente dans ce type de test et qui a déjà été expérimentée dans l’équipe, nous estimons qu’environ la moitié des individus testés réussira les étapes d’apprentissage avec succès. De plus, 1 individu permettra de réaliser d’éventuels ajustements pré-expérimentaux dans l’utilisation des dispositifs de test. Ainsi nous prévoyons d’impliquer indépendemment 6 individus dans chacun des tests cognitifs discutés, ce qui revient à un maximum de 25 individus au total. C’est donc ce nombre de 25 individus qui a été retenu pour l’ensemble de la procédure. Les animaux qui ne participent pas au test suite à l’étape d’habituation sont gardés afin de ne pas modifier la structure sociale du groupe, ce qui risquerai de perturber les comportements lors des tests. Sachant le nombre d’essais tests prévus est inférieur à 30, une approche statistique non paramétrique (approche adaptée dans le cas de petit nombre de données) est pertinente, en gardant une puissance statistique et un risque d’erreur statistique contraignants. Seront mesurés pour chaque individu l’évolution de la performance au cours des sessions d’apprentissage ainsi que la performance lors des sessions test.

Raffinement

Les animaux sont hébergés en groupe au sol sur copeaux et en groupe, avec un accès à un parcours extérieur (30m2) en plus de la pièce intérieure (25m2), ce qui leur permet d’exprimer leurs comportements naturels (bains de poussière, grattage de la terre, etc). De plus, perchoirs et autres objets d’enrichissement physique (bloc de paille, larges tubes) sont en quantité suffisante. Ces oiseaux sont déjà habitués aux manipulations puisqu’ils sont pesés régulièrement depuis leur éclosion et ont déjà été utilisés pour d’autres tests de comportement (protocoles hors champs validés par le CE). Avant chaque test cognitif, les animaux seront habitués à l’environnement de test (pièce située juste à côté de leur pièce d’hébergement) ainsi qu’aux vers de farine. Tout au long du projet, l’expérimentateur surveille l’état corporel de l’ensemble des individus et leur intégration au groupe social. Dès lors qu'un point limite qui a été définit au préalable est atteint pour un individu, alors la décision de l'euthanasier pourra être prise par le responsable de projet et le responsable bien-être animal.

Choix des espèces

Le projet consiste à révéler des capacités cognitives de haut niveau, encore inexplorées, chez la poule domestique pour améliorer nos connaissances sur les capacités mentales de cet animal. De ce fait, le projet est réalisé sur la race de poule pondeuse isa brown la plus utilisées en élevage en France. Les animaux utilisés ont plus de 6 mois et sont adultes. Ce stade a été choisi pour étudier les capacités mentales chez la poule pondeuses, adulte.

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Bovins : 104
Souffrances
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Devenir
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104 bovins de race rustique, soit 52 couples mère-veau, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis réintégrés dans le troupeau de la ferme. Ils font l'objet de pesées mensuelles, de prises de sang, de collectes de fèces par fouille rectale et de poils, pour rechercher des signatures épigénétiques liées aux variations d'élevage au fil des saisons. Le porteur décrit des nuisances limitées à la contention et à des douleurs légères et transitoires. La finalité mêle connaissance fondamentale et objectifs technico-économiques d'optimisation des performances du troupeau.

Objectifs

Des études scientifiques, ont démontré que la santé, l’état corporel et l’environnement (stress, exposition au climat, et/ou aux toxiques) des mères au cours de la gestation, ont des effets sur le développement in utero des fœtus et sur la santé et les performances de la descendance à moyens et longs termes. Pour toutes les espèces, de l’Homme aux bovins en passant par les modèles - rongeurs, la gestation se caractérise par deux grandes périodes : le premier tiers correspond à l’acquisition de l’identité des cellules formant l’organisme (près de 200 types de cellules différents pour un individu) et à la mise en place des organes, les deux tiers suivants sont dédiés à la multiplication cellulaire et la croissance des organes avec une maturation de certaines fonctions vitales. Ces processus biologiques complexes mettent en jeu des signatures dites épigénétiques, qui s’apposent naturellement sur le génome. Ces signatures sont essentielles à l’établissement de l’identité cellulaire et sensibles à l’environnement. Dans ce sens, elles constituent une archive de l’historique de vie de l’individu. Notre projet constitue une étude inédite. Il vise l’identification de ces signatures pour une race bovine rustique, dans un contexte de conduite d’élevage, source de variations de l’environnement au cours des deux périodes-clé de la gestation en termes d’alimentation et d’exposition aux chaleurs estivales. Ainsi, le suivi de couples mère-veau tout le long de l’année permettra de rechercher les signatures épigénétiques chez les mères et les veaux autour du vêlage de printemps et d’automne. Ces nouvelles connaissances de biologie fondamentale sont nécessaires pour mieux comprendre comment le patrimoine génétique (génome) des fœtus s’adapte en termes de fonctionnement aux variations environnementales maternelles. Les signatures épigénétiques identifiées seront aussi sources d’indicateurs, utilisables comme références pour de futures évaluations des effets à longs termes de conduites d’élevage diversifiées.

Bénéfices attendus

L’originalité du projet réside dans une évaluation des effets de l’environnement sur le couple mère-veau par un suivi de signatures épigénétiques chez des vaches de race rustique. Par cette approche, nous recherchons à savoir si les variations de conduite d’élevage au cours de l’année en fonction de la saison, peuvent être enregistrées sous forme de signatures épigénétiques. En effet, au cours de l’année, les vaches sont élevées successivement en extérieur avec accès aux pâturages comme source d’alimentation et une exposition aux changements climatiques, puis en stabulation avec une distribution de fourrages dans un environnement plus contrôlé ; les naissances des veaux sont aussi saisonnées, soit au printemps soit à l’automne. La ferme expérimentale assure un suivi des couples mère-veau (données de santé, de poids et d’état corporel et de comportement) tout le long de l’année, permettant de documenter les effets de l’environnement observables sur les couples mère-veau. Le projet propose une nouvelle forme de suivi en identifiant les signatures épigénétiques révélatrices des effets des variations d’environnement chez les mères (autour de la période de vêlage) et chez les veaux (veaux de printemps et veaux d’automne). Ce sont de nouvelles connaissances de biologie fondamentale, rendues accessibles aujourd’hui, par l’avancée de les techniques d’analyse au sein de notre laboratoire. Elles amélioreront la compréhension que nous avons des capacités d’adaptation à l’environnement des animaux d’élevage : les signatures épigénétiques ainsi observées permettront d’établir des hypothèses fonctionnelles sur les mécanismes de régulation d’expression du patrimoine génétique en réponse aux variations environnementales. Les signatures épigénétiques identifiées constitueront une source d’indicateurs de l’historique de vie des individus. Cela contribuera à notre démarche visant le développement d’un nouvel outil de phénotypage de précision chez les bovins. Ces connaissances seront mobilisées pour réfléchir sur les stratégies de gestion des troupeaux à l’échelle d’élevage couplant utilisation d’une race rustique, périodes de vêlage et mécanismes d’adaptation des animaux d’élevage. Les objectifs seront l’optimisation des performances tant techniques qu’économiques associée à la préservation de la santé, du bien-être et des capacités adaptatives à diverses situations environnementales.

Procédures

Un total de 104 animaux, 52 couples mère-veau, seront inclus dans le protocole et suivis en collectant de nombreuses données observationnelles relatives à la santé et au bien-être des individus. Les animaux seront pesés mensuellement dans des installations dédiées situées sur la ferme (5 à 15 minutes par animal). De plus, des prises de sang, une collecte des fèces et de poils à des stades physiologiques déterminés fourniront les matériels biologiques nécessaires à des analyses complémentaires en laboratoire. Deux prises de sang seront effectuées chez les mères avant et après vêlage et chez les veaux avant et après sevrage (15 à 30 secondes par prise de sang). Seront réalisées une collecte de fèces par individu (avant vêlage pour les mères et avant sevrage pour les veaux ; durée = 30 à 45 secondes par animal) et une collecte de poils (avant vêlage pour les mères et avant sevrage pour les veaux ; durée = 30 à 45 secondes par animal).

Impact sur les animaux

Les nuisances sur les animaux seront limitées. Nous avons identifié un inconfort très modéré pouvant générer un stress, lié (1) à la contention des animaux lors des prélèvements et des pesées, (2) à la mise en place de la piqure lors du prélèvement de sang pouvant occasionner une douleur légère et transitoire, (3) aux prélèvements de fèces obtenus par fouille rectale chez les mères et en réponse à une stimulation rectale avec un thermomètre chez les veaux.

Devenir

Tous les couples mère-veau seront ré intégrés dans le troupeau de la ferme. Ils pourront être si nécessaire inclus dans de nouveaux protocoles puisque les nuissances de celui ci sont réduites au minimum.

Remplacement

Le projet vise à caractériser les effets environnementaux sur les individus. Il nécessite donc des approches menées in vivo. L’objet d’étude est le couple mère-veau d’une race locale et le sujet est l’adaptation de la race à son environnement. L’originalité du modèle repose sur les conditions d’élevage propres au système dans lequel cette race de vache évolue. Il ne peut donc y avoir de remplacement.

Réduction

Le nombre de vaches inclues dans le protocole (52) correspond à la totalité du nombre de vaches présentes sur la ferme expérimentale. Cet effectif est nécessaire afin de prendre en compte les aléas de la reproduction (échec de la mise en reproduction, arrêt de la gestation, gestation gémellaire) et la mortalité des veaux après vêlage (mort périnatale). Le taux moyen de productivité numérique (nombre de veaux sevrés sur nombre de vaches mises à la reproduction) sur la ferme est de 87 pour cent, ce qui fait 45 veaux attendus pour 52 vaches mises à la reproduction. En prenant l’ensemble des vaches, nous nous assurons ainsi de conserver un nombre suffisant de couples mères-veaux avec une répartition entre les groupes primipares et multipares équilibrés pour permettre une analyse statistique des données.

Raffinement

La ferme expérimentale dans laquelle les animaux sont élevés applique les principes des systèmes d’élevage agro écologiques : les vaches sont à la pâture d’avril à octobre, bénéficiant des prairies naturelles. Elles sont en stabulation de novembre à mars, afin d’assurer leur alimentation (foin et céréales autoproduites en AB). Les vaches vêlant sont rentrées au fur et à mesure des vêlages. La stabulation est équipée de brosses et les veaux disposent de guirlandes sensorielles pour leur enrichissement. Tout le personnel de la ferme est détenteur des qualifications nécessaires au suivi et aux prélèvements sur les animaux. Nous effectuerons les prises de sang à la veine sous la queue chez les adultes. Celle-ci est rapide à réaliser, peu douloureuse, avec une contention limitée pour assurer la sécurité de l’animal et celle du préleveur. Chez les veaux, il sera nécessaire de réaliser le prélèvement de sang à la veine jugulaire ; à cet âge, la veine caudale est trop fine et les vertèbres de la queue trop petites, ce qui met en péril la précision du geste. Les veaux seront régulièrement au contact avec l’homme et manipulés durant leur premier mois de vie en les maintenant en stabulation avec leurs mères après le vêlage. La ponction de sang sera de 10 ml, quantité extrêmement faible au regard du volume total de sang ; il est classiquement conseillé qu’une prise de sang n’excède pas 10% du volume de sang total. Chez les bovins on considère que le volume total de sang est de l’ordre de 70 ml/kg soit 3.5 litres chez le veau à la naissance et de 50 litres chez la vache adulte. Pour réduire la nuisance induite par la contention nécessaire pour les prélèvements et les pesées, nous ne multiplierons pas les manipulations des animaux dans les installations de contention pour les différents prélèvements. Nous réaliserons en effet les prélèvements de sang, de fèces et de poils prévus à l’occasion des mesures mensuelles de performances (pesées et notes d’état corporel). La contention des animaux sera faite dans noss installations de contention qui servent à contenir les animaux de manière à ne mettre en danger ni les animaliers, ni les animaux. Tous les prélèvements sont réalisés dans la cage de pesée animal par animal.

Choix des espèces

Il est pertinent d’utiliser pour cette étude une race bovine rustique car le monde agricole a besoin d'informations sur cette race préconisée pour le développement d'une agriculture durable et locale. Les vaches seront suivies à partir de leur mise à la reproduction (monte naturelle) jusqu’au vêlage ; les veaux seront suivis de la naissance au sevrage.

  • Recherche fondamentale
    • Éthologie / comportement / biologie animale
    • Oncologie
    • Système nerveux
Souris : 200
Souffrances
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▲ 200
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Devenir
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 200

200 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour l'extraction de leur cerveau. Chacune subit une chirurgie stéréotaxique d'une à trois heures pour l'implantation d'une barre en acier et une injection virale, avec des fibres optiques dans le cerveau pour 100 d'entre elles, puis un à cinq mois d'entraînement en réalité virtuelle, tête fixée, isolée en cage et maintenue par restriction hydrique à 85 % de son poids d'origine. Environ 180 subissent ensuite une craniotomie, et des électrodes leur sont insérées dans le cerveau, parfois chaque jour, pendant un à quinze jours d'enregistrement. Le but est d'observer comment le cerveau prépare plusieurs décisions à la fois pendant une recherche de nourriture ou d'eau, comportement que le porteur qualifie d'"éthologiquement intéressant". Il écarte la drosophile au motif que son circuit neuronal diffère de celui des mammifères, et conclut qu'il "s'avère donc nécessaire" de recourir à la souris.

Objectifs

L'objectif de ce projet est d'identifier les principes neuronaux et computationnels indispensables à la flexibilité comportementale. L’hypothèse centrale est que le cerveau peut imaginer et préparer plusieurs décisions simultanément pour pouvoir changer plus facilement de décisions lorsqu'une situation change. Nous combinerons des tâches comportementales réalisées en réalité virtuelle chez la souris avec des techniques innovantes d’électrophysiologie et de stimulation optique (optogénétique), et des modèles théoriques de décodage de l’activité neuronale. Cette approche nous permettra d’enregistrer et de manipuler simultanément des centaines de neurones dans un large réseau cortico-sous-cortical impliqué dans le contrôle volontaire de l’action durant la prise de décision. Nous choisirons d’étudier un comportement éthologiquement intéressant : le « foraging », qui consiste en la recherche de ressources en nourriture ou en eau.

Bénéfices attendus

Le projet produira une quantité sans précédente de données utiles à un large éventail d'études scientifiques. Ces données seront partagées avec la communauté scientifique après publication des résultats. Ces données seront donc réutilisables pour répondre à des questions scientifiques variées. Plus particulièrement, les résultats de ce projet pourront offrir une nouvelle approche de la flexibilité cognitive au cours de la prise de décision. Ce projet éclairera également les variations individuelles dans les processus décisionnels, ouvrant la voie pour mieux comprendre la diversité comportementale et ses dysfonctionnements cognitifs.

Procédures

(1) Implantation d’une barre en acier et de fibres optiques : cette phase expérimentale consiste en une procédure chirurgicale qui s’effectuera sur tous les animaux (N = 200) sous anesthésie générale. Durant la procédure, une injection virale sera réalisée à l’aide d’un nano-injecteur et des fibres optiques miniatures seront insérées dans le cerveau de certains animaux (N = 100) sur lesquels nous effectuerons des expériences de stimulations optiques. Ces chirurgies stéréotaxiques durent entre 1h et 3h pour chaque animal. (2) Entrainement : cette phase durera entre 1 mois et 5 mois en fonction de la performance de l’animal. Les animaux (N = 200) seront placés dans la plateforme expérimentale 5 jours par semaine pendant 20 à 60 min et pesés quotidiennement avant la séance. (3) Craniotomies : certains animaux entrainés (approximativement N = 180) subiront une seconde procédure chirurgicale sous anesthésie générale qui permettra de réaliser de petites craniotomies. Cette intervention est rapide (20 à 30 min). (4) Enregistrement : l’animal sera placé dans sa plateforme expérimentale et une ou plusieurs électrodes seront lentement insérées jusqu’à leurs positions finales. Cette procédure pourra être répétée quotidiennement pendant plusieurs jours. Cette phase peut durer entre 1 et 15 jours en fonction des résultats. (5) Mise à mort : Tous les animaux (N = 200) seront euthanasiés à la fin de la procédure.

Impact sur les animaux

Plusieurs effets plus ou moins nuisibles à la santé des animaux peuvent être attendus. 1) Isolement : pour leur protection, les animaux devront être hébergés individuellement dans leur cage 2) Restriction hydrique : les animaux seront maintenus à 85% de leur poids originel 3) Interventions chirurgicales sous anesthésie : les conséquences de ces interventions sont parfois néfastes (hémorragie, infection, détresse respiratoire, douleurs post-opératoires) 4) Implants : potentielle gêne occasionnée par un corp étranger 5) Stress lié à la manipulation : les animaux seront manipulés durant les phases de tests 6) Restriction des mouvements : les animaux auront la tête fixée durant les périodes de tests

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de cette procédure dans le but de procéder à l'extraction du cerveau à des fins histologiques.

Remplacement

Pour évaluer la complexité des comportements adaptatifs, comme proposé dans ce projet, il est fondamental d'utiliser un modèle animal approprié qui ne peut être facilement remplacé par des expériences in vitro ou des modèles informatiques. D’autre part, l'étude des bases neuronales de la prise de décision par l’enregistrement et la manipulation sélective de l’activité des neurones nécessitent des techniques invasives qui ne peuvent pas être réalisées chez des sujets humains sains et extrêmement rarement chez des sujets malades. Certaines espèces d'invertébrés, telles que la mouche des fruits (drosophile), pourrait sembler adaptées à l’étude du comportement de foraging et aux manipulations génétiques des systèmes cérébraux. Cependant, l'anatomie du circuit neuronal de la drosophile est considérablement différente de celle des mammifères. Ainsi, les résultats scientifiques obtenus chez ces espèces ne sont pas facilement généralisables aux questions abordées dans ce projet. En l'absence de méthode de remplacement possible, il s’avère donc nécessaire d'avoir recours au modèle animal murin dans ce projet.

Réduction

Le nombre d'animaux utilisés sera réduit au minimum nécessaire pour pouvoir obtenir des résultats statistiques fiables et significatifs. L'utilisation d'outils électrophysiologiques comportant des centaines de sites d'enregistrement réduira aussi considérablement le nombre de sessions d'enregistrement et d'animaux nécessaires pour obtenir des statistiques fiables. Par ailleurs, les données comportementales et neuronales seront extraites des mêmes individus pour réduire encore d’avantage le nombre d’animaux. D’après nos études précédentes, nous estimons que 45 souris par axe de recherche sont nécessaires, et le double pour l'axe de recherche necessitant un comparaison entre un groupe test et un groupe contrôle (soit 180 animaux au total). Etant donné la difficulté technique qu’implique la réalisation des enregistrements et la bonne performance des animaux dans la tâche, un pourcentage de perte de l’ordre de 10% ou plus est à prévoir, ce qui augmente l’estimation finale à 200 animaux pour les 5 ans.

Raffinement

Des méthodes de raffinement seront mises en place dans le but d’atténuer les nuisances provoquées par les procédures expérimentales. Le poids des animaux sera surveillé quotidiennement et la poursuite du protocole de restriction hydrique sera décidée en fonction du bien-être des animaux. L’eau naturelle ad-libitum sera remise à disposition pour assurer la récupération totale du poids si la perte de poids est supérieure à 20%. Afin de réduire le stress, les animaux seront habitués, par étapes, à la présence et aux interactions avec l’expérimentateur plusieurs jours avant le début des tests. L’angoisse éventuellement ressenti par l’animal due à la contention sera atténuée par une habituation renforcée positivement via des récompenses (eau sucrée).  Pour prévenir la douleur et les inflammations, nous administrerons à chaque chirurgie des médicaments aux propriétés antalgiques, antipyrétiques et anti-inflammatoires.En cas de sècheresse ou rougeur légère de la peau autour de l’implant, l’animal sera traité localement par une solution dermatologique. Dès l’apparition de comportements anormaux (ex : absence de toilettage, perte de plus de 20% du poids) ou autres signes de souffrance (évalués sur une grille d’évaluation de la douleur) survenant après l’implantation, l’animal recevra un traitement analgésique en sous cutané. Si des signes de souffrances persistent plus de 72h l’animal sera mis à mort.

Choix des espèces

La souris (Mus musculus) est le modèle animal le plus approprié pour ce projet et il n'existe pas d'alternative méthodologique. Tout d’abord, l'organisation du néocortex chez la souris comporte des similitudes avec d'autres espèces de mammifères, y compris les humains, et peut donc être utilisée pour révéler des principes généraux de prise de décision. Les souris peuvent aussi être entraînées à effectuer des tâches assez complexes dans des environnements expérimentaux contrôles. Les outils génétiques pour cibler et moduler des populations spécifiques de neurones sont également très bien développés chez la souris et relativement faciles à utiliser. Comme les souris ont un cerveau relativement petit, il est aussi possible d’enregistrer plusieurs régions cérébrales simultanément. Le fait que toutes ces procédures soient devenues l'état de l'art chez la souris facilitera et accélèrera donc grandement l'avancement du projet. Nous utiliserons de jeunes adultes au moment de l’implantation (âgées de 8 à 12 semaines). Il est important que les animaux soient relativement jeunes pour un apprentissage plus rapide et une meilleure performance dans la tâche. Cependant, les animaux doivent avoir terminé leur croissance pour éviter que la taille de la boite crânienne ne change au cours de l’expérience.

  • Recherche fondamentale
    • Éthologie / comportement / biologie animale
    • Oncologie
Autres oiseaux : 50
Souffrances
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▲ 50
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Devenir
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 50

50 cailles japonaises vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Comme dans le premier volet du projet, elles subissent une castration chirurgicale sous anesthésie, pour 40 d'entre elles la pose d'implants de testostérone, puis des tests de comportement dont le détail n'est pas précisé, avant le prélèvement du cerveau. L'étude prolonge la recherche sur la régulation des comportements par la photopériode chez cette espèce. Le porteur affirme que ces études comportementales n'ont "pas de système alternatif" et ne se mesurent que sur animal vigile.

Objectifs

En élevage intensif, les volailles de chair sont soumises à des programmes lumineux avec une longue période de jour (18 h de lumière / 6h de nuit). Ces programmes augmentent le temps d’accès de ces animaux diurnes à la nourriture ce qui accélère leur croissance et augmente la productivité. Néanmoins, de tels programmes lumineux ont des effets délétères bien établis sur la santé des animaux. L’exposition continue à des jours longs augmente la fréquence de certaines pathologies, favorise l’apparition de comportements aberrants et apparaît comme une source notable de stress ; de tels programmes lumineux impactent donc négativement le bien-être de l’animal. Dans une précédente étude que nous avons conduite chez la caille japonaise, nous avons pu mettre en évidence que la photopériode a un effet sur des comportements clés de l'adaptation de l'animal à son environnement, tels que la représentation mentale de son environnement, la cognition au sens large, l’agressivité et le contrôle de l’activité sexuelle. Chez les mammifères, tous ces comportements sont fortement régulés par les hormones sexuelles, en particulier la testostérone chez les mâles. La production de ces hormones sexuelles varie chez les animaux saisonnés, dont la caille japonaise, en fonction de la durée du jour. Les cailles sont sexuellement actives en jours longs, mais complètement inactives en jours courts ; chez les mâles la taille des testicules – et donc la production de testostérone - varie d’un facteur 100 selon la photopériode. Bien que la testostérone soit un modulateur hormonal reconnu de nombreux comportements, dont l’agressivité, il est établi que, chez les oiseaux, ce comportement n'est pas nécessairement corrélé au taux de testostérone. Il semble donc que la photopériode impacte certains comportements via des voies indépendantes des stéroïdes sexuels. Ce projet a donc pour but de tester cette hypothèse, en dissociant l'influence de la photopériode de celles des hormones sexuelles. Nous utiliserons pour nos expériences la caille japonaise qui est un modèle d’étude d’intégration du signal photopériodique depuis plus d’un demi-siècle. De ce fait il existe chez cette espèce de robustes outils endocrines et moléculaires qui permettent de suivre précisément l’intégration du signal photopériodique.

Bénéfices attendus

Avoir une meilleure compréhension des mécanismes de régulation des comportements par la photopériode chez la caille japonaise.

Procédures

50 animaux subiront une gonadectomie, dont 40 avec une pose d’implants de testostérone à l’âge de trois semaines sous anesthésie générale et analgésie (environ 10 minutes d'intervention) . 20 animaux seront concernés par un retrait des implants de testostérone à 7 semaines sous anesthésie générale et analgésie ( intervention de 5 min). 40 animaux participeront une fois à chaque test de comportement (5 min par tests).

Impact sur les animaux

La manipulation des animaux par l'expérimentateur peut induire un stress. La mise à jeun pour une nuit la veille de la gonadectomie peut engendrer un stress. La gonadectomie et la pose des implants peuvent entrainer des douleurs viscérales, musculaires et cutanées et peut présenter un risque d'hémorragie, ainsi qu'un stress. Le retrait des implants peut entrainer des douleurs cutanées et un stress. L’isolement lié à l'hébergement et lors des tests de comportements peut entrainer un stress.

Devenir

À la fin de l’expérimentation, tous les animaux seront euthanasiés et leur cerveau prélevé pour être étudié.

Remplacement

Les études de comportement ne sont pas réalisables in vitro ni par modélisation. Les comportements étudiés dans ce projet, comme tous comportements, ne s'expriment et se mesurent uniquement sur animal vigile. Il n'existe pas de système alternatif à ces études.

Réduction

Le nombre d'animaux a été réduit au maximum tout en permettant d'observer des différences statistiques éventuelles sur la base de notre expérience préalable quant à la variabilité des réponses comportementales et physiologiques.

Raffinement

Une anesthésie et une analgésie seront mises en place lors des chirurgies, et un suivi post opératoire sera effectué. L'hébergement des animaux se fera en cage individuelle avec enrichissement et contact sociaux visuel et olfactif. En cas de plaie ou de signe de douleur, le responsable du bien-être animal est informé directement afin de traiter l'animal (analgésiques et/ou antiseptiques, ajout de nourriture appétente). Si le traitement ne fonctionne pas et en accord avec les points limites définis, l'euthanasie sera décidée par les responsables du projet pour éviter des souffrances inutiles.

Choix des espèces

La petite taille, la prolificité et le développement rapide de la caille japonaise font de cet oiseau un modèle idéal pour les études réalisées dans le domaine aviaire, avicole. Par ailleurs, la caille japonaise est un modèle d’étude depuis de nombreuses années sur l’intégration du signal photopériodique en lien avec la reproduction. Des outils spécifiques pour examiner l’intégration du signal photopériodique ont donc déjà été développés sur cette espèce. 50 cailles mâles seront utilisées à partir du stade juvénile.

  • Recherche fondamentale
    • Éthologie / comportement / biologie animale
    • Oncologie
Autres oiseaux : 130
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 130
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 130

130 cailles japonaises vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. 50 d'entre elles subissent une castration chirurgicale sous anesthésie, dont 40 avec pose d'implants de testostérone, avant de participer à des tests de comportement dont le porteur ne précise pas le détail. L'étude vise à dissocier l'effet de la photopériode de celui des hormones sexuelles sur des comportements comme l'agressivité, avec en perspective déclarée un meilleur contrôle du stress et de l'agressivité des volailles d'élevage soumises aux programmes lumineux intensifs. Le porteur affirme qu'il n'existe aucun système alternatif à ces études, les comportements ne se mesurant selon lui que sur animal vigile.

Objectifs

En élevage intensif, les volailles de chair sont soumises à des programmes lumineux avec une longue période de jour (18 h de lumière / 6h de nuit). Ces programmes augmentent le temps d’accès de ces animaux diurnes à la nourriture ce qui accélère leur croissance et augmente la productivité. Néanmoins, de tels programmes lumineux ont des effets délétères bien établis sur la santé des animaux. L’exposition continue à des jours longs augmente la fréquence de certaines pathologies, favorise l’apparition de comportements aberrants et apparaît comme une source notable de stress ; de tels programmes lumineux impactent donc négativement le bien-être de l’animal. Dans une précédente étude que nous avons conduite chez la caille japonaise, nous avons pu mettre en évidence que la photopériode a un effet sur des comportements clés de l'adaptation de l'animal à son environnement, tels que la représentation mentale de son environnement, la cognition au sens large, l’agressivité et le contrôle de l’activité sexuelle. Chez les mammifères, tous ces comportements sont fortement régulés par les hormones sexuelles, en particulier la testostérone chez les mâles. La production de ces hormones sexuelles varie chez les animaux saisonnés, dont la caille japonaise, en fonction de la durée du jour. Les cailles sont sexuellement actives en jours longs, mais complètement inactives en jours courts ; chez les mâles la taille des testicules – et donc la production de testostérone - varie d’un facteur 100 selon la photopériode. Bien que la testostérone soit un modulateur hormonal reconnu de nombreux comportements, dont l’agressivité, il est établi que, chez les oiseaux, ce comportement n'est pas nécessairement corrélé au taux de testostérone. Il semble donc que la photopériode impacte certains comportements via des voies indépendantes des stéroïdes sexuels. Ce projet a donc pour but de tester cette hypothèse, en dissociant l'influence de la photopériode de celles des hormones sexuelles. Nous utiliserons pour nos expériences la caille japonaise qui est un modèle d’étude d’intégration du signal photopériodique depuis plus d’un demi-siècle. De ce fait il existe chez cette espèce de robustes outils endocrines et moléculaires qui permettent de suivre précisément l’intégration du signal photopériodique.

Bénéfices attendus

Avoir une meilleure compréhension des mécanismes de régulation des comportements par la photopériode chez la caille japonaise, ce qui pourrait permettre de mieux contrôler le stress et l'agressivité des volailles d'élevage soumises aux traitements lumineux.

Procédures

Une gonadectomie sera réalisée sur 50 animaux, dont 40 avec une pose d’implants de testostérone à l’âge de trois semaines sous anesthésie générale et analgésie (environ 10 minutes d'intervention). 20 animaux seront concernés par un retrait des implants de testostérone à 7 semaines sous anesthésie générale et analgésie (intervention de 5 min). 120 animaux participeront une fois à chaque test de comportement (5 min par tests).

Impact sur les animaux

La manipulation des animaux par l'expérimentateur peut induire un stress. La mise à jeun pour une nuit la veille de la gonadectomie peut engendrer un stress. La gonadectomie et la pose des implants peuvent entrainer des douleurs viscérales, musculaires et cutanées et peut présenter un risque d'hémorragie, ainsi qu'un stress. Le retrait des implants peut entrainer des douleurs cutanées et un stress. L’isolement lié à l'hébergement et lors des tests de comportements peut entrainer un stress.

Devenir

À la fin de l’expérimentation, tous les animaux seront euthanasiés et leur cerveau prélevé pour être étudié

Remplacement

Les études de comportement ne sont pas réalisables in vitro ni par modélisation. Les comportements étudiés dans ce projet, comme tous comportements, ne s'expriment et se mesurent uniquement sur animal vigile. Il n'existe pas de système alternatif à ces études.

Réduction

Le nombre d'animaux a été réduit au maximum tout en permettant d'observer des différences statistiques éventuelles sur la base de notre expérience préalable quant à la variabilité des réponses comportementales et physiologiques (photopériode).

Raffinement

Une anesthésie et une analgésie seront mises en place lors des chirurgies, et un suivi post opératoire sera effectué. L'hébergement des animaux se fera en cage individuelle avec enrichissement et contact sociaux visuel et olfactif. En cas de plaie ou de signe de douleur, le responsable du bien-être animal est informé directement afin de traiter l'animal (analgésiques et/ou antiseptiques, ajout de nourriture appétente). Si le traitement ne fonctionne pas et en accord avec les points limites définis, l'euthanasie sera décidée par les responsables du projet pour éviter des souffrances inutiles.

Choix des espèces

La petite taille, la prolificité et le développement rapide de la caille japonaise font de cet oiseau un modèle idéal pour les études réalisées dans le domaine aviaire, avicole. Par ailleurs, la caille japonaise est un modèle d’étude depuis de nombreuses années sur l’intégration du signal photopériodique en lien avec la reproduction. Des outils spécifiques pour examiner l’intégration du signal photopériodique ont donc déjà été développés sur cette espèce. 50 cailles mâles seront utilisées à partir du stade juvénile et 80 autres cailles mâles seront utilisées au stade adulte.

  • Recherche fondamentale
    • Éthologie / comportement / biologie animale
    • Oncologie
    • Système nerveux
Souris : 720
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 720
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 720

720 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection quotidienne de D-galactose pendant dix semaines pour provoquer un vieillissement accéléré avec déficits de mémoire et anxiété, puis passent cinq tests comportementaux dont un test de peur conditionnée. Le porteur étudie le rôle des exosomes et d'un régime enrichi en oméga-3 dans la protection des fonctions cognitives liées à l'âge. Il affirme que le comportement et les régimes ne s'étudient que sur animal vivant, avant prélèvement du cerveau.

Objectifs

Le vieillissement s’accompagne d’une inflammation chronique à bas bruit, c’est-à-dire qu’elle est silencieuse, le mécanisme inflammatoire se situe alors sous le seuil de la douleur et cause des dégâts dans l’organisme sans qu’il y ait de foyer inflammatoire précis. Cette inflammation impliquent notamment la communication entre les neurones et les cellules microgliales, les principales cellules du système immunitaire cérébral. Cette communication repose sur des vésicules extracellulaires, les exosomes, qui participent à la fois aux fonctions physiologiques et aux réponses inflammatoires dans le cerveau. L’alimentation est clé dans le bon fonctionnement cérébral et le vieillissement cognitif. Les acides gras polyinsaturés n-3 (AGPI n-3) ou oméga 3, ont un rôle bénéfique sur les fonctions cognitives. Leurs mécanismes d’action restent à ce jour méconnus. Ce projet consiste à identifier les biomarqueurs du cerveau du risque de déclin cognitif accéléré par l'étude des exosomes, et de déterminer le rôle des exosomes dans la protection par la nutrition des fonctions cognitives dans un modèle de vieillissement murin accéléré. Ce projet a pour objectif d’identifier des biomarqueurs cérébraux associés au déclin cognitif, de déterminer leur rôle fonctionnel dans le déclin cognitif et de développer des approches nutritionnelles ciblant la neuroinflammation pour restaurer les capacités cognitives du sujet âgé afin de promouvoir le bien vieillir cérébral. Nous allons utiliser un modèle de vieillissement accéléré déjà établi, reposant sur l'utilisation du D-galactose, et soumettre une partie des animaux à un régime enrichi en Oméga-3 afin de protéger des effets cognitifs. Nous étudierons alors les capacités de mémoire, la neuroinflammation et les exosomes.

Bénéfices attendus

Ce projet nous permettra de mieux comprendre les mécanismes moléculaires mis en jeu dans la protection des effets du vieillissement par les oméga-3. Il permettra également de déterminer des marqueurs du vieillissement cérébral au niveau sub-cellulaire (exosomes) et ceci dans le cerveau mais également dans le sang.

Procédures

Injection quotidienne de D-galactose ou Saline chez les souris pendant 10 semaines. Tests comportementaux à la fin du modèle D-galactose (10 semaines) (5 tests par animal) – quelques minutes par test.

Impact sur les animaux

Le modèle D-galactose peut impacter le bien être de l'animal par l'injection SC journalière durant les 10 semaines. Ce modèle étant un modèle de vieillissement accéléré, il est attendu que les animaux présentent des déficits de mémoire ainsi qu'une augmentation de leur anxiété. Le modèle D-galactose peut entrainer un comportement de maladie, un suivi des animaux est prévu avec la grille de score bien être. Le régime supplémenté en oméga 3 n'impacte en rien le bien-être de l'animal. Les tests comportementaux ne durent que quelques minutes et n’induisent pas d’altération de l’état général des animaux. Le test de peur conditionné peut induire un gêne passagère des animaux durant la phase d'acquisition du comportement.

Devenir

Les animaux seront mis à mort pour récupérer les structures et/ou exosomes nécessaires pour les études biochimiques et moléculaires.

Remplacement

L’étude des régimes alimentaires nécessite l’utilisation d’animaux vivants. De même, les comportements ne peuvent être étudiés que sur des animaux vivants et vigiles. L’objectif général du projet vise à étudier le rôle des exosomes dans les déficits cognitifs liés à l'âge et la protection de ces déficits par un réfime enrichi en oméga-3. Pour se faire, nous utilisons des tests in vivo, et dans ce contexte, bien que certaines études soient développées sur des modèles cellulaires pour traiter les aspects neurobiologiques, le recours à des modèles animaux pertinents et adaptés aux études in vivo reste donc une nécessité expérimentale afin d’appréhender la réalité physiologique de nos résultats. Une recherche d’alternatives et d’autres méthodes dans des bases de données démontre que les solutions de rechange appropriées à ces procédures ne sont pas disponibles, et qu’aucun dupliqua du travail proposé n’est aujourd’hui identifié.

Réduction

Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés pour ces expériences, les animaux qui passeront les tests comportementaux serviront également pour récupérer les cellules ou structures centrales nécessaires pour les études de biologie cellulaire, évitant donc de générer une nouvelle cohorte pour ces analyses biochimiques et moléculaires. Nous avons déjà inscrit ce projet dans un consortium de travail international visant à partager les données afin de limiter les doublons expérimentaux et de conduire à un raffinement des approches de recherche dans la communauté scientifique. Nous avons déterminé le nombre d'animaux nécessaire au projet sur la base de nos résultats antérieurs permettant d'obtenir des résultats comportementaux ou biochimique/biologie cellulaire robustes. Nous nous sommes également basés sur le nombre d'animaux nécessaire à l'obtention d'une quantité de matériel suffisante pour l'étude des vésicules extra cellulaires, fort de nos résultats préliminaires au laboratoire.

Raffinement

Les expérimentateurs formés porteront une attention particulière au raffinement des procédures afin de limiter la douleur, la soulager si elle ne peut être évitée par l’utilisation d’antalgiques les plus adaptés à chaque procédure, optimiser les procédures, soulager le stress des animaux et leur fournir les meilleures conditions de vie tout au long du projet. Pour leur bien-être, les animaux vivent en groupe sociaux le plus longtemps possible. Ils auront à leur disposition des éléments d’enrichissement de leur milieu. L’ensemble des animaux est surveillé quotidiennement avec une surveillance renforcée après les différentes expérimentations. Des points limites suffisamment précoces seront définis pour éviter des souffrances aux animaux avec la mise en place de mesures pour les soulager comme une réhydratation, le réchauffement, des traitements vétérinaires si nécessaire.

Choix des espèces

L’objectif général du projet vise d’identifier des biomarqueurs mécanistiques cérébraux associés au déclin cognitif, de déterminer leur rôle fonctionnel dans le déclin cognitif et de développer des approches nutritionnelles pour restaurer les capacités cognitives du sujet âgé afin de promouvoir le bien vieillir cérébral. Pour ce faire, nous utilisons des modèles souris. Une partie de nos hypothèses ont été formulées sur la base de données obtenues in vivo chez la souris par l'utilisation de régimes imitant les statuts nutritionnels humains. Ce projet s'appuie également sur les données issues d'un article utilisant ce modèle et des régimes enrichis en lipides chez la souris. Dans la cadre de cette étude, le recours à ce modèle murin est donc pertinent et adapté aux objectifs fixés dans l'étude. Le modèle D-galactose est introduit à l'âge adulte. Nous utiliserons donc des animaux contrôles adultes dans ce projet.

  • Recherche fondamentale
    • Éthologie / comportement / biologie animale
    • Oncologie
Rats : 90
Souffrances
▲ -
▲ 60
▲ 30
▲ -
Devenir
 -
 -
 60
 30

90 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, 60 réutilisés et les autres tués pour prélèvement de tissus. Ils reçoivent des composés par voie orale ou intrapéritonéale puis passent des tests comportementaux nommés, champ ouvert pour la sédation, épreuve de la barre pour la catalepsie, et une mise à jeun destinée à provoquer des ulcères. Le porteur, société de prestation de service, met au point ces tests pour les intégrer à une offre commerciale d'évaluation des effets secondaires de médicaments. Il affirme que la douleur, définie comme une expérience à la fois sensorielle et émotionnelle, ne peut être étudiée que sur animal vigile.

Objectifs

La société est une société de prestation de service fondée par des scientifiques et spécialisée en pharmacologie in vivo de la douleur. La dimension sensori-discriminative de douleur a été largement étudiée sur une variété importante de modèles animaux et quasiment la totalité des antalgiques disponibles actuellement sur le marché ont été testés dans des modèles précliniques classiques chez le rongeur. Cependant, l’utilisation de ces antalgiques est souvent associée à de nombreux effets secondaires. De plus, une utilisation abusive s’est développée ces dernières années dans l’utilisation des opiacés mettant à jour une crise appelée « crise des opioïdes ». D’autres classes de molécules comme les anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) présentent également des effets secondaires notamment, la formation d’ulcère qui est le principal effet indésirable. Les Gabapentinoides (Gabapentine, prégabaline) provoquent généralement une forte sédation, une somnolence et ont donc un impact sur la démarche et la coordination motrice. Un autre effet secondaire pouvant apparaitre après une prise d’un composé est la catalepsie. Celle-ci se caractérise par est un état comportemental de rigidité musculaire associé aux médicaments antipsychotiques aux agonistes des cannabinoïdes de type 1 (CB1) et à plusieurs autres classes de médicaments. L’objectif de ce projet est de mettre au point des tests permettant l’évaluation de ces effets secondaires cités :la formation d’ulcère, la sédation et la catalepsie. A terme ces procédures seront inclues dans un package regroupant plusieurs tests évaluant différents effets secondaires de plusieurs classes de composés pharmacologiques.

Bénéfices attendus

Ces différents tests seront à terme inclus dans un package « adverses effects » dans le but de le proposer dans notre offre de services. L’entreprise pourra ainsi offrir à ses clients la possibilité de développer de nouveaux candidats médicaments avec au préalable une évaluation des effets secondaires potentiels.

Procédures

Les animaux seront maintenus en contention et soumis à des admnistrations per os ou à des injections intrapéritonéales des composés antalgiques mentionnés. Ces interventions ne prennent que quelques minutes. Chaque animal reçoit 1 admnistration.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus sur les animaux par test sont les suivants : - Open Field : diminution de l’activité spontanée et locomotrice, sédation - Catalepsie : posture anormale sur la barre, difficulté à se remettre correctement sur la barre, sédation - Ulcères : apparition d’ulcères

Devenir

Une partie des animaux sera réutilisée et l'autre partie mise à mort pour prélèvement de tissus.

Remplacement

L’objectif de ce projet est le développement de modèles permettant de tester l’efficacité de candidats médicaments analgésique. Les modèles in silico et in vitro permettent seulement d’étudier les effets de ces molécules sur la nociception, c’est-à-dire les mécanismes biologiques encodant les stimuli endommageant, ou susceptibles d’endommager les tissus. Selon sa définition par IASP, la douleur est une « expérience sensorielle et émotionnelle ». L’étude de potentiels traitements analgésiques doit donc être conduite dans des modèles restituant à la fois la composante sensorielle et émotionnelle et permettant l’analyse du comportement en plus de la physiologie ; faute de quoi c’est la nociception et non la douleur qui est étudiée. L’étude des candidats médicaments analgésiques chez l’animal vigile reste la seule option pour démontrer l’efficacité sur la douleur avant le passage chez l’homme.

Réduction

Pour chaque étude, le nombre d'animaux utilisé est réduit à un minimum acceptable pour l’obtention d’informations robustes et statistiquement pertinentes. Afin de s’inscrire dans une démarche de réduction une partie des animaux provient de procédures antérieures. En fonction du design de chaque étude une analyse statistique sera réalisée.

Raffinement

Les tests comportent une valeur de cut-off à ne pas dépasser pour ne pas induire de souffrance (pour les ulcères un temps de mise à jeun est a respecter par exemple). Un soin particulier est apporté à la réduction de la souffrance et du stress des animaux au strict nécessaire et à l’amélioration de leur bien-être (enrichissement et paramètres environnementaux contrôlés tout au long de l’étude, habituation une semaine à la salle de stabulation et 24h aux salles de tests). Des points limites, précoces et spécifiques pour chaque protocole d’étude sont définis et résumé en un arbre décisionnel qui conduit si nécessaire l’interruption des expérimentations si les critères d’arrêts sont atteints. Au vu du domaine d’expertise de l'entreprise (spécialisation dans l’étude de la douleur), les expérimentateurs sont strictement formés au respect de l’animal et sensibilisés à la surveillance de signes de douleur ou de souffrance. La maitrise des gestes techniques est contrôlée régulièrement. Les animaux sont surveillés chaque jour, et un suivi spécifique est réalisé. De plus, pour réduire et limiter le stress des animaux, ils sont mis à mort sous anethésie pour le prélèvement de tissus.

Choix des espèces

La question du remplacement des rongeurs par des espèces « moins évoluées » est critique et suivie avec attention au sein de l'entreprise. Chez ces espèces la démonstration la capacité à ressentir la douleur telle que définie par l’IASP est récente et les modèles d’étude de la pharmacologie de la douleur à visée clinique ne sont pas encore développés. Le rat a été sélectionné pour ce projet en se basant sur plusieurs critères : a) large caractérisation du comportement et des modèles dans la littérature ; b) efficacité dans cette espèce des médicaments utilisés chez l’homme sont efficaces pour soulager une douleur équivalente suggérant l’existence de mécanismes biologiques communs. Pour la procédure 1 les animaux utilisés pèseront entre 200 et 250g le jour des tests, ce seront donc des adolescents (42 jours). Le choix ici se base sur un test que nous effectuons déjà dans l‘entreprise : le test d’Irwin puisqu’ à terme ces deux procédures seront intégrées à l’Irwin dans un package plus large pour évaluer les effets secondaires de molécules pharmacologiques. Pour la procédure 2 les rats utilisés, seront des rats issus de précédentes études et donc seront plus âgés. Leur âge précis ne peut être défini.

  • Recherche appliquée
    • Troubles gastrointestinaux
    • Troubles nerveux
  • Recherche fondamentale
    • Biologie du développement
    • Éthologie / comportement / biologie animale
    • Oncologie
    • Système musculosquelettique
    • Système nerveux
Rats : 650
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 110
▲ 540
Devenir
 -
 -
 -
 650

650 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance allant jusqu'à sévère. 110 femelles gestantes subissent une réduction de l'irrigation de l'utérus puis sont tuées au sevrage, et 540 ratons subissent soit cette privation avant la naissance, soit une immobilisation des pattes arrière 18 heures par jour de la naissance au sevrage. Le porteur indique une spasticité, des douleurs, un retard de croissance et des troubles moteurs et cognitifs induits par ces modèles. Le projet teste l'exercice, une protéine musculaire et la lactoferrine du lait bovin pour prévenir des troubles neurodéveloppementaux, les rats étant ensuite opérés sans réveil pour des enregistrements avant prélèvement des tissus.

Objectifs

Les troubles neurodéveloppementaux (TND) chez l’enfant liés à la prématurité ou à l’hypo-activité physique sont croissants. Le microbiote chez ces enfants est perturbé, tout comme la communication entre les sytèmes immunitaires, intestinaux et nerveux, conduisant à plus d’inflammation précoce et à l’apparition de TND divers. Ces troubles neurodéveloppementaux et intestinaux semblent exister dans nos modèles animaux. Nous cherchons ici à prévenir ou remédier précocément à l’apparition de ces TND par plusieurs traitements. Les objectifs de ce projet visent à déterminer l’impact de traitements comme 1) la lactoferrine issue du lait bovin, aux propriétés immunitaires bénéfiques, anti-inflammatoires et facilitatrices du métabolisme du fer, 2) l’exercice physique et l’enrichissement, et 3) l’irisine, une substance neuroprotectrice produite par les muscles et médiatrice des effets bénéfiques de l’exercice, sur i) le microbiote, la perméabilité hémato-intestinale/encéphalique, ii) les processus inflammatoires, et iii) la structure et les fonctions cérébrales, tels que réflexes et comportements sensorimoteurs, comportements cognififs et fonctions exécutives, et les corrélats électrophysiologiques de ces troubles, que l’on observe dans nos 2 modèles animaux: 1) de prématurité basé sur une hypoperfusion intra-utérine (Lot 1: 270 animaux) ou 2) de troubles de l’acquistion de la coordination, basé sur une restriction sensorimotrice (Lot 2: 270 animaux) au cours du développement.

Bénéfices attendus

Composant majeur du colostrum et du lait humain, la lactoferrine bovine (bLf) est une glycoprotéine aux propriétés anti-inflammatoires, antiseptiques et facilitatrices du métabolisme du fer. L’administration prénatale de cette glycoprotéine vise à contribuer au développement harmonieux du microbiote, diminuer l’inflammation par une réduction de la perméabilité des barrières hémato-intestinale/encéphalique, améliorer le développement cérébral en minimisant les lésions cérébrales diffuses, observées dans notre modèle de prématurité et réduire les troubles divers du comportement que l’on retrouve dans nos 2 modèles animaux. La bLf est actuellement utilisée dans des essais cliniques chez les enfants prématurés et a montré des effets bénéfiques sur les infections, la mortalité et les comorbidités chez ces enfants, ainsi que l’absence d’effets secondaires. Notre étude préclinique vise à améliorer les connaissances concernant les effets de la bLf sur le développement cérébral et les mécanismes d’action, avec une portée à terme sur le développement de prochains essais cliniques. La sédentarité et l’hypo-activité physique en général, comme l’indiquent de nombreuses ONG ou l’OMS, induisent de multiples troubles du développement du métabolisme et du cerveau. De même, les enfants prématurés ou atteints de troubles de la coordination qui présentent généralement une hypo-activité, de moindres interactions sociales et avec l’environnement développent de multiples troubles du neurodéveloppement (TND). Ce programme de recherche vise à étudier la remédiation précoce des TND observés dans nos 2 modèles animaux induits par un programme d’enrichissement de l’environnement pour favoriser et multiplier les interactions sociales et environnementales et des exercices physiques controlés qui contribuent au développement neuromusculaire harmonieux. L’irisine, une substance sécrétée par les muscles en exercice, favorise la neuroprotection et le développement cérébral harmonieux. Nous étudierons les effets bénéfiques potentiels de l’administration de l’irisine pour contrer l’apparition des TND dans nos 2 modèles animaux. L’irisine commence à être étudiée intensivement et nos données précliniques permettront d’étudier les effets de l’irisine chez des enfants atteints de TND qui présentent une hypo-activité physique et de faibles interactions sociales et avec l’environnement par le biais d’essais cliniques.

Procédures

Les femelles gestantes du lot 1 (hypoperfusion intra-utérine) seront soumises à une sténose des artères utérines au jour embryonnaire 17 (E17) sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane, puis seront mises à mort au sevrage par anesthésie gazeuse suivie d’une dose léthale d’euthasol car non réutilisables pour d’autres gestations. Les ratons issus des femelles du lot 2 (restriction sensorimotrice) subiront une restriction de mouvements par immobilisation des pattes postérieures durant 18h par jour de la naissance au jour du sevrage (30 jours). Les femelles du lot 2 seront mises à mort après plusieurs gestations successives, de manière comparable à celles du lot 1. Les femelles gestantes et/ou allaitantes des lots 1 et 2 seront soumises à 2 diètes alimentaires (supplémentation en lactoferrine ou un régime isocalorique) durant la période prénatale ou postnatale, ou sur les 2 périodes selon le groupe expérimental. Chaque groupe expérimental de ratons des lots 1 et 2 subira après sevrage un des traitements suivants : Un enrichisssement et des exercices physiques consistant à élever une dizaine de rats du même sexe dans une grande cage où est disposée une roue d’activité, l’administration d’irisine ou de solution saline isotonique par injection intrapéritonéale, des tests comportementaux variés, tels que le test de la nage de l’âge de 14 à 28 jours, un test de locomotion acrobatique sur échelle inclinée ou automatique le lond d’un corridor (Catwalk), le test d’agrippement pour mesurer la force de préhension, le test de l’open-field dans une arène vide, le von Frey électronique pour mesurer le niveau de sensibilité tactile, le test nociceptif pour déterminer la latence de retrait lors de l’application de stimulus thermique, le test de l’elevated plus maze pour évaluer le niveau de désinhibition des animaux, le test de reconnaissance d’objets pour tester les capacités mnésiques. Chaque animal des lots 1 et 2 subira également un prélèvement sanguin à l’âge de 1 et 2 mois. Enfin à lâge de 3 mois, chaque animal subira de manière terminale une chirurgie cranienne et des muscles sous anesthésie gazeuse profonde pour effectuer ensuite des enregistrements électrophysiologiques, un dernier prélèvement sanguin, puis après mise à mort par injection léthale d’euthasol le prélèvement des tissus intestinaux, musculaires et du système nerveux. Les animaux subiront également le contrôle quotidien du poids et les manipulations correspondant aux différentes interventions citées.

Impact sur les animaux

La MIUH (hypoperfusion intra-utérine) à E17 et la restriction de mouvements lors de la SMR induisent une inflammation systémique au cours du développement, un neurodéveloppement atypique, la présence de lésions cérébrales, un retard de croissance, des troubles sensorimoteurs, locomoteurs avec une mobilité réduite, comportementaux et cognitifs, ainsi que des signes de spasticité. La spasticité correspond à des spasmes et co-contractions de muscles antagonistes, liée à une hyperréflexie ou hyperexcitabilité du réseau spinal, qui peut conduire à des douleurs. Les nuisances principales dans nos 2 modèles sont liées à la présence de spasticité (i.e. réduction de la mobilité) et un retard de croissance, que nous contrôlons régulièrement. Ce retard de croissance est compensé graduellement au cours du temps dans nos 2 modèles. La spasticité et les troubles locomoteurs, comportementaux et cognitifs perdurent chez les animaux adultes. Les traitements proposés (lactoferrine, exercices et enrichissement, administration d’irisine) dans ce projet de recherche visent à limiter l’inflammation, réduire les lésions cérébrales, améliorer le neurodéveloppement, la mobilité et la perte de poids, donc leur bien-être et limiter ainsi les nuisances induites, comme nous cherchons à effectuer chez l’enfant atteint de troubles du neurodéveloppement (TND). Nous cherchons également à évaluer l'impact de ces interventions (MIUH, SMR et supplémentations en lactoferrine) sur le microbiote intestinal, dont l'altération peut aussi conduire à des nuisances, telles qu'une dysbiose. D’autre part, les animaux subissent également de nombreuses interventions dans ce projet, comme des anesthésies, injections et prélèvements sanguins répétés ou réguliers en sous-cutané (sc) ou intrapéritonéal (ip), une supplémentation alimentaire en lactoferrine bovine ou en caséine (diète isocalorique), des tests comportementaux, le contrôle quotidien du poids, l’implantation des puces RFID, et les manipulations de l’animal correspondantes qui peuvent entraîner des nuisances et des effets indésirables, telles que du stress, une douleur légère de courte durée.

Devenir

Les femelles gestantes des lots 1 et 2 (n = 110) seront mises à mort après une ou plusieurs reproductions et les 540 ratons issus de ces femelles seront soumis à partir de l'âge de 3 mois à une chirurgie avec anesthésie profonde sans réveil pour effectuer des enregistrements électrophysiologiques, puis après mise à mort des prélèvements de tissus sanguins, nerveux, intestinaux et musculaires une fois la session d'enregistrements achevée pour chaque animal.

Remplacement

Le rat est un mammifère dont les mécanismes neurobiologiques mis en oeuvre après une une hypoxie-ischémie intra-utérine ou une restriction de mouvements au cours du développement sont proches de celui de l’humain. Ces mécanismes ne peuvent être étudiés sur des cultures cellulaires ou in silico, mais uniquement sur un modèle animal vivant, pas de remplacement possible en l’état.

Réduction

Réduire le nombre d’animaux. Autant que possible, ce sont les mêmes animaux qui sont engagés dans les différents tests sensorimoteurs et comportementaux, ainsi que dans les analyses électrophysiologiques et neuro-anatomiques des réseaux neuronaux correspondants. Le nombre d'animaux a été réduit au maximum (n = 15 animaux max. par groupe expérimental) tout en permettant l'obtention de résultats satisfaisants (différences statistiquement observables entre les animaux expérimentaux, traités et les animaux contrôles). Nous chercherons notamment à réduire le nombre de femelles gestantes nécessaires à produire les ratons hypotrophes du lot 1 (hypoperfusion intra-utérine ou MIUH) et si c'est possible se limiter à 10-12 animaux par groupe lorsque les bornes de significativité sont atteintes, en utilisant des tests paramétriques (ANOVAS à mesures répétées avec 1 ou 2 facteurs indépendants) et non-paramétriques (Tests de Wilcoxon, Kruskal-Wallis ou Mann-Whitney) selon la distribution des résultats.

Raffinement

Dans tous les cas, les procédures expérimentales seront réalisées en limitant au maximum (durée et intensité) toute douleur et/ou stress pour les animaux, et en étant particulièrement vigilant sur le bien être et les points limites. Des points limites sont établis afin de réduire toute source d'angoisse et de souffrance et d'assurer le bien être animal. Le suivi des points limites et l'observation régulière de l'état général des rats dès la naissance permettent d'arrêter à tout moment l'expérience pour éviter l'angoisse et la souffrance de l'animal (voir Annexe 2 pour les détails des observations et interventions adaptées). Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, 2 à 3 animaux sont regroupés par cage pour un enrichissement social et disposent de nourriture, d’eau ad libitum et d’objets pour compléter l’enrichissement dans les conditions standard. Nous nous efforçons à chaque instant d’affiner nos procédures afin de garantir le bien être des animaux grâce à une surveillance attentive et des soins adaptés, notamment une relaxation des animaux par manipulation avant, pendant et après tout prélèvement, intervention et test comportemental. Les analgésiques et anesthésiques utilisés sont adaptés aux expérimentations et conformes à la législation en vigueur.

Choix des espèces

Ce projet nécessite l’accès in vivo aux modifications d’activité neuronale dans l’encéphale et la moelle épinière dans des conditions qui ne peuvent être obtenues autrement que par un travail expérimental sur l’animal entier et vivant anesthésié. Nous utilisons des rats Sprague-Dawley jeunes et adultes, mâles et femelles car nous ne pouvons pas effectuer l'hypoperfusion intra-utérine (MIUH) chez la souris, un modèle bien trop petit et délicat, ni la restriction sensorimotrice au cours du développement chez la souris, car les souris femelles allaitantes éliminent leurs souriceaux à la suite de telles manipulations. Les rates sont bien plus conservatrices et protectrices avec leur progéniture que les souris qui tendent à éliminer plus facilement leur progéniture. D'autre part, les microchirurgies (ex: sténose par pose de micrcoils) et les enregistrements électrophysiologiques ne peuvent être conduits chez la souris, car modèle trop réduit en taille et trop fragile, comparativement au rat qui est définitivement le meilleur choix dans notre cas. Comme cette étude porte sur le neurodéveloppement structurel et fonctionnel après expérimentation prénatale (Lot 1 = MIUH: sténose jour embryonnaire 17) ou postnatale (lot 2 = SMR de la naissance au sevrage: 1 mois), nous effectuons des traitements pré- et postnataux (1 semaine avant la naissance au sevrage), des tests fonctionnels sensorimoteurs et comportementaux étalés de la naissance à l'âge adulte, des prélèvements sanguins à 1 et 2 mois, et enfin une analyse électrophysiologique finale à partir de 3 mois, suivie de prélèvements des tissus sanguin, nerveux et musculaires une fois l'animal mort.

  • Recherche fondamentale
    • Autre recherche fondamentale
    • Éthologie / comportement / biologie animale
    • Oncologie
    • Système nerveux
Souris : 234
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 234
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 234

234 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Modèle de trisomie 21, elles reçoivent des injections dans l'abdomen chaque jour pendant jusqu'à 23 jours, puis passent des tests d'apprentissage et de mémoire. Le porteur indique une douleur accentuée par la répétition des injections et un stress lié à l'isolement et à l'appauvrissement du milieu. L'objectif affiché est de tester trois molécules censées améliorer les performances cognitives, les souris étant tuées pour prélever les cerveaux.

Objectifs

Le Syndrome de Down (SD) aussi appelé Trisomie 21 (T21), est dû à la présence d’un chromosome 21 surnuméraire. Ce syndrome touche 1 nouveau-né pour 600-800 naissances et représente environ un tiers des déficiences intellectuelles chez les enfants d’âge scolaire. C’est la forme la plus fréquente de retard mental, qui est également associée à un large panel de dysmorphies ou malformations. Parmi les gènes candidats à l’apparition de ces symptômes, un gène présent sur le chromosome 21 humain et donc en 3 copies chez les sujets porteurs de la T21, est aujourd’hui une des cibles privilégiées pour le développement de traitements thérapeutiques. Les études de ce gène chez la souris ont démontré son implication dans le développement crânio-facial et le développement et la maturation du cerveau. En effet, les souris ayant une copie supplémentaire de ce gène présentent des anomalies crânio-faciales ainsi qu’une altération des capacités d’apprentissage et un déficit de la mémoire similaires à celles observée dans la T21. Arriver à déplacer de quelques dizaines de points le quotient intellectuel des patients atteints de la T21 leur permettrait d’avoir une vie plus autonome et socialement intégrée et constituerait un progrès très important pour la qualité de vie des patients et de leur entourage. L’objectif de la recherche sur la T21 est donc de mettre au point un traitement améliorant les fonctions intellectuelles des patients. Des collaborateurs proposent 3 nouveaux composés ayant la propriété d’améliorer les capacités cognitives qui sont altérées dans cette pathologie en ciblant l’activité de notre protéine d’intérêt. Durant ce projet, nous souhaitons déterminer le composé parmi ces 3 candidats (composés 1,2 et 3) qui se révélera le plus efficace en termes de restauration des fonctions intellectuelles. Ces composés ont été synthétisés et testés pour l’ADME pharmacologique (administration, distribution, métabolisation et excrétion) par nos collaborateurs. Ces composés seront ainsi administrés par notre équipe à des souris modèles de T21. Les souris traitées feront l’objet de différents tests comportementaux afin de détecter une amélioration de leurs performances cognitives.

Bénéfices attendus

Nous espérons obtenir une amélioration significative des performances cognitives (notamment dans 2 types de mémoire, mémoire de travail et mémoire explicite) dans un modèle souris de trisomie 21, qui montre de faibles résultats dans ces 2 tests.

Procédures

Les animaux seront injectés quotidienement par voie intraperitonéale avec des molécules à visée thérapeutique pour une durée maximale de 23 jours. Le temps de l'injection dure 20 secondes maximum.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sont l'introduction d'une aiguille pour l'injection en intraperitoneale. Cette douleur sera accentuée à cause de la repetition des injections, 23 au total, soit 1 par jour. L'isolement des animaux et l'appauvrissement du milieu peut entrainer un stress.

Devenir

Pour la phase 1 (validation de l'activité de la proteine d'intérêt), tous les animaux seront euthanasiés à l'issu des 12 jours de traitement. Les cerveaux seront prelevés pour réaliser un dosage de l'effet des molécules à visée thérapeuthique. Pour la phase 2 (test d'apprentissage et de mémoire), tous les animaux seront euthanasiés 24 heures après la fin du test permettant d'evaluer les effets des molécules à visée thérapeuthique sur la mémoire et l'apprentissage. Les cerveaux seront prélevés pour des analyses moléculaires.

Remplacement

L’utilisation de la souris dans cette étude est justifiée par le fait que les anomalies à observer (altération des capacités d’apprentissage et déficit de la mémoire) nécessitent un modèle vivant et suffisamment proche de l’homme pour pouvoir être transposé à l’espèce humaine.

Réduction

Pour ce projet, des souris mâles et femelles seront utilisées à partir de 12 semaines, âge équivalent au jeune adulte. Nous utiliserons et testerons les 3 composés sur les deux sexes afin de vérifier qu’il n’y a pas de différence entre mâle et femelle. Une première phase visant a s’assurer de l’effet des inhibiteurs sur l’activité kinase de Dyrk1a sera effectuée. Dans le cas où les molécules testées ne montrent pas l’effet inhibiteur attendu, la phase 2 ne sera pas menée. Pour cette 1ère phase, nous utiliserons 90 souris, réparties en 10 souris sauvages non traitées, 10 souris trisomiques non traitées et 10 souris trisomiques traitées, soit 30 souris x 3 composés évalués, soit 90 souris. Pour cette 1ère phase, notre expérience dans ce domaine nous indique que 10 individus sont suffisant pour obtenir un résultat statistiquement significatif. Pour la 2ème phase de projet, nous allons utiliser un total de 144 souris. L'étude se déroulera en 3 groupes d’expériences (1 groupe par composé) comme détaillée ci-dessous : Pour chacun des différents composés nous aurons besoin de 3 lots d’animaux : - 16 Souris contrôles sauvages non traitées - 16 Souris contrôles trisomiques non traitées - 16 Souris trisomiques traitées, pour 3 molécules différentes. Notre experience dans ce domaine nous montre que 13 animaux par groupe sont nécessaires pour avoir une puissance statistique suffisante. Comme les tests comportementaux sont sans contraintes, certains animaux ne reponderont pas, c'est pourquoi nous testeront 3 animaux de plus dans chaque groupe.

Raffinement

Les animaux bénéficieront d’un suivi quotidien à partir du début de leur traitement jusqu’à la fin de l’expérience. Et dans le cas où les animaux présenteraient des signes de souffrance, de mal-être, ou de douleur, ils seront exclus des analyses et soignés ou euthanasiés selon leur état. Pour la manipulation des animaux, et afin de limiter le stress, nous utiliserons des tubes de contention, ce qui évite la manipulation par la queue. Les tubes seront laissés dans les cages d'élevage pour palier à l'absence de nid, comme enrichissement du milieu. Les animaux seront elevés en groupe de 2 animaux minimum pour éviter l'isolement, sauf au moment du test du nouvel objet, pour augmenter le niveau d'exploration des souris. Le point d'injection sera alterné droite gauche tous les jours pour limiter la douleur et surveillé quotidiennement. Si des plaies apparaissent au site d'injection, elles seront désinfectées par un antiseptique local + crème cicatrisante (Betadine + Vetramil). Si la plaie devient importante et/ou profonde avec développement d’une infection ou une aggravation à 48h malgré les soins, l’animal sera mis à mort.

Choix des espèces

La compréhension des mécanismes physiologiques et moléculaires ainsi que des origines développementales des pathologies génétiques associées à des retards mentaux requière l’étude d’un organisme vivant dans son intégrité et sa globalité et il n’existe donc pas de méthode autre que l’étude in vivo. La souris est une espèce physiologiquement et génétiquement proche de l’homme dans laquelle nous pouvons réaliser les manipulations génétiques pour obtenir ces modèles de pathologies humaines. De plus, les études dans le modèle humain sont limitées tandis que le modèle murin permet d’accéder à tous les tissus et à toutes les étapes du développement. En outre, le génome de la souris étant manipulable, cela permet donc de recréer les modifications génétiques qui sont à la base du Syndrome de Down. Les souris seront étudiées à partir de l’âge adulte, c’est-à-dire 3 mois, car c’est l’âge auquel le comportement exploratoire et les aptitudes de mémorisation sont présents. Dans cette étude, les deux sexes seront utilisés. Nous voulons être sûre que les hormones et donc le sexe n’impactent pas sur l’effet des produits testés.