Éthologie / comportement / biologie animale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Développement d’une molécule thérapeutique pour la sclérose latérale amyotrophique
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
1 722 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance allant du léger au sévère, la grande majorité en sévère. Génétiquement modifiées pour développer une paralysie progressive proche de la sclérose latérale amyotrophique, elles reçoivent des injections, une pose de minipompe par chirurgie et des tests moteurs répétés, pour tester une molécule dérivée du virus de la rage. Le porteur indique que la paralysie apparaît vers cent jours et que les souris sont mises à mort à un score neurologique de 4 ou une perte de poids de 25 %. Il affirme que le modèle murin est "le plus utilisé" pour développer de nouvelles thérapies de cette maladie.
Objectifs
La Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA) est provoquée par une dégénérescence progressive des neurones moteurs du cerveau et de la moelle épinière qui contrôlent la contraction et le relâchement des cellules musculaires. Cette mort neuronale entraîne une atrophie des muscles qui ne sont plus stimulés et une paralysie. Une réaction inflammatoire impliquant plusieurs populations de cellules immunitaires amplifie ce processus de mort neuronale et aggrave la pathologie. Il a été démontré que cette neuroinflammation est en partie causée par une déficience des cellules régulant l’inflammation, les lymphocytes T régulateurs (Treg).Ces cellules inhibent normalement l’activité des autres cellules immunitaires. Les souris transgéniques SOD1G93A expriment plusieurs copies du gène humain SOD1 comportant la mutation G93A qui est responsable de cas familiaux de SLA chez l’homme. Ce modèle murin développe une pathologie très proche de la SLA sur le plan clinique et pathologique. Sur le plan histopathologique, une diminution progressive du nombre de neurones moteurs dans la moelle épinière est observée ainsi que des processus neuroinflammatoires. Cette lignée de souris est la référence dans le domaine de la SLA et est largement utilisée pour tester de nouvelles molécules thérapeutiques. Nous souhaitons tester dans ce modèle expérimental de SLA, les propriétés neuroprotectrices et anti-inflammatoires de la biomolécule «NV», développée et brevetée par notre laboratoire. NV est un bio-peptide dérivé du virus de la rage. Notre laboratoire a montré sur des cultures de neurones que NV favorise la survie des cellules, l’élongation des prolongements cellulaires qui permettent les connections entre neurones, et la repousse de ces connections après lésion. L’effet neuroprotecteur de NV a également été démontré in vivo dans un modèle murin de dégénérescence des neurones de la rétine. Par ailleurs, nous avons observé que NV possède des propriétés anti-inflammatoires par un mécanisme impliquant l’augmentation de l’expression d’une molécule immunosuppressive, PDL1 (Programmed Death PD-1 ligand). De plus, il a été montré que PDL1 était également un activateur de l’activité des cellules Treg. Ces résultats suggèrent que NV pourrait être utilisé dans la SLA à la fois pour protéger les neurones moteurs de la mort cellulaire (effet neuroprotecteur) et inhiber le processus neuroinflammatoire délétère (effet anti-inflammatoire).
Bénéfices attendus
La SLA est une maladie neurodégénérative qui détruit graduellement les motoneurones induisant une paralysie musculaire progressive et qui devient rapidement létale lorsque les muscles respiratoires sont touchés. Les traitements actuellement disponibles se limitent à deux molécules qui ne prolongent que de quelques mois la vie des patients. Dans ce contexte, de nouvelles molécules sont activement recherchées et plusieurs essais cliniques suivant de nouvelles approches thérapeutiques sont actuellement en cours. NV, une nouvelle molécule qui pourrait à la fois stimuler la survie des motoneurones, ralentir leur atrophie et en même temps inhiber la neuro-inflammation retarderait le début de la paralysie létale et prolongerait la vie des patients. En traitant les symptômes communs à toutes les formes de SLA et non la cause, NV pourrait être appliquée à tous les patients atteints de SLA.
Procédures
Tout d’abord, les nuisances prévues sont liées au phénotype dommageable. A cela s’ajoute les nuisances prévues lors des procédures testant l’administration de la molécule NV directement ou vectorisées par un vecteur viral par différentes voies d’injections en liens avec les protocoles d’anesthésie et d’analgésie. Chaque animal ne sera inclus que dans une seule des procédures du projet de recherche. Par conséquent, chaque animal ne subira qu’une injection unique, quelle que soit la voie d’administration nécessitant une chirurgie ou non. Les souris seront soumises à 6 types d’interventions : anesthésie gazeuse à l’isoflurane, injection de la biomolécule ou du vecteur virale, prélèvements sanguins, intervention chirurgicale pour la pose d’une minipompe osmotique, test neurologique et test moteur. Toutes les souris subiront une anesthésie gazeuse à l’isoflurane, ponctuelle, de 3 minutes environ. Cette anesthésie gazeuse précédera soit une injection unique de la biomolécule NV ou du vecteur viral par voie intraveineuse (moins d’une minute), par voie intrathécale (moins d’une minute) ou par voie intracérébroventriculaire (moins de 5 minutes). Soit l’anesthésie gazeuse, suite à une analgésie, précédera une intervention chirurgicale d’une dizaine de minute pour la pose d’une minipompe osmotique diffusant la biomolécule NV durant au moins 4 semaines. Les souris subiront toutes un prélèvement sanguin hebdomadaire de moins d’une minute pendant 3 à 17 semaines selon les procédures. Enfin, 3 fois par semaines, les souris subiront un test neurologique et un test des capacités motrices de moins de 5 minutes chacun.
Impact sur les animaux
Les animaux utilisés dans ce projet seront des souris SOD1G93A. Les souris SOD1G93A expriment plusieurs copies d’un transgène contenant le gène humain mutant SOD1 et sont le modèle animal de référence pour l’étude de la SLA. Ce modèle murin présente des signes cliniques et pathologiques en commun avec la maladie chez l’Homme tel que la perte des motoneurones, une faiblesse et une atrophie musculaire progressive avec une éventuelle paralysie allant jusqu’à la mort de l’individu. Les souris SOD1G93A développent une SLA agressive caractérisée par une paralysie progressive des membres postérieurs dès l’âge de 3 mois (90 jours) suivi d’une mort des individus à l’âge de 5 mois environ. Pas d’effets indésirables liés à la molécule NV en elle-même ne sont attendus. De même, pas d’effets indésirables liés à l’utilisation des vecteurs viraux ne sont attendus. Les potentiels effets indésirables sont liés aux interventions chirurgicales (injections intra-cérébro-ventriculaire et pose de la pompe osmotique) où il est probable qu’une infection se développe après l’intervention. Néanmoins, les mesures d’hygiène seront rigoureusement respectées afin d’éviter au maximum ces effets liés à la chirurgie.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés. L’ euthanasie des animaux est nécessaire afin d’étudier et de comprendre le plus précisément possible les potentiels effets bénéfiques de NV au niveau immunitaire et au niveau histologique dans les tissus nerveux.
Remplacement
Au préalable de ce projet d’étude, la biomolécule NV a fait l’objet d’une sélection in vitro sur des cultures de neurones parmi plusieurs molécules candidates. Seule la molécule ayant montrée les meilleurs résultats a été retenue. Les effets bénéfiques de NV ayant été démontré sur des cultures de neurones in vitro, l’étape suivante est de tester la biomolécule NV dans un modèle in vivo. Cette étape est nécessaire pour savoir si les effets de NV sont effectivement bénéfiques dans un modèle murin de Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA), De plus, l’utilisation d’un modèle animal est une étape cruciale et déterminante pour évaluer efficacement le potentiel thérapeutique de la biomolécule NV avant de la tester chez des patients atteints de SLA.
Réduction
La lignée SOD1G93A a été historiquement utilisée sur un fonds génétique mixte. Nous utiliserons dans ce projet les souris SOD1G93A sur un fonds pur C57BL/6 ce qui limitera la variabilité phénotypique et ainsi le nombre d’individus requis dans les différentes procédures. Pour réduire le nombre d’animaux, une seule molécule thérapeutique sera testée in vivo. Le nombre d’animaux requis pour pouvoir démontrer l’efficacité de NV dans le modèle SOD1G93A a été calculé par des tests de puissance statistique à partir de données publiées dans la littérature sur le phénotype des souris SOD1G93A.
Raffinement
Les techniques de chirurgie nécessaires à la réalisation du projet (injections intracérébroventriculaires, pose de minipompe osmotique) seront acquises auprès d’un laboratoire de référence. Les animaux recevront des antalgiques avant et après chirurgie. La surveillance des animaux sera quotidienne durant les 5-7 jours suivant les chirurgies, puis bihebdomadaire. La douleur et le stress seront mesurés selon une grille d’évaluation mise en place en partenariat avec la structure responsable du bien-être animal encadrant notre laboratoire. Les souris SOD1G93A développent de façon spontanée une paralysie progressive à partir de 100 jours. La progression de la pathologie musculaire sera évaluée deux fois par semaine à partir de 80 jours à l’aide d’un système de score neurologique de référence.. A partir d’un score de 2 les souris seront suivies quotidiennement. Le poids sera mesuré deux fois par semaine. A un score neurologique de 4, une immobilité > 24h ou une perte de poids > 25%, les animaux seront mis à mort
Choix des espèces
Nous avons choisi le modèle souris car son génome est facilement modifiable et permet d’établir des lignées transgéniques. Le modèle souris SOD1G93A développe une pathologie très proche de la SLA humaine et est le modèle le plus utilisé pour développer de nouvelles thérapies. Nous utiliserons à la fois des nouveau-nés et des souris adultes pour administrer les AAV-NVs. Chez les nouveau-nés, l’administration d’AAV permet de cibler un plus grand nombre de neurones que chez l’adulte. En effet les barrières hématoencéphaliques et la barrière liquide céphalorachidien/cerveau sont plus perméables chez le nouveau-né et permettent un meilleur accès des AAVs au système nerveux central. L’expression du transgène par les neurones et ensuite stable tout au long de la vie de l’animal. Ces expériences nous permettront de réaliser une preuve de concept de l’efficacité de NV lorsque la molécule est exprimée avant le développement de la maladie. L’administration chez les adultes permettra de déterminer l’effet thérapeutique de la molécule NV lorsque la pathologie est déjà présente.
Régulateurs de l’expression génique chez la souris : implications pour la maturation corticale.
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
415 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent des injections intrapéritonéales de composés antidépresseurs et passent des tests comportementaux d'exploration, d'enfouissement et d'interaction sociale, 112 d'entre elles subissant au préalable deux semaines d'isolement social, pour étudier des gènes de la maturation du cortex pendant l'enfance. Le porteur qualifie l'isolement de stress léger et les injections de douleur légère. Il affirme que ce questionnement sur l'adaptation du système nerveux à son environnement est "impossible" à modéliser hors de l'animal.
Objectifs
L’expression cérébrale de gènes-clefs participe à contrôler le comportement et la cognition des animaux adultes. Ce projet vise à identifier et décrire le rôle de certain de ces gènes chez la souris et la manière dont leur expression influe sur le comportement et la cognition des individus. Un autre objectif du projet est de comprendre le comportement des animaux adultes, qui est parfois le reflet de leur expérience de vie. Nous viserons aussi à mieux décrire les facteurs qui pourraient réguler l’effet de ces gènes, en recherchant des conditions environnementales ou pharmacologiques qui peuvent modifier leur expression. Nous intégrerons cette triple dimension génétique/environnement/pharmacologie et leur influence sur le comportement des animaux, en nous focalisant sur la période de l’enfance/adolescence, qui est une période clef de la maturation du cerveau.
Bénéfices attendus
Les connaissances nouvelles que nous produirons, outre des avancées dans la compréhension du fonctionnement cérébral et de l’adaptation du système nerveux à l’environnement, pourraient permettre d’identifier des traitements susceptibles de moduler la maturation du cerveau pendant l’enfance. Il s’agit d’un domaine très dynamique car, appliqués à l’homme, ces traitements pourraient en théorie permettre de favoriser la plasticité cérébrale après un accident par exemple. Ils pourraient également permettre d’améliorer les symptômes de maladies neuropsychiatriques liées à la maturation cérébrale pendant l’enfance, comme la schizophrénie ou l’autisme.
Procédures
Au cours du projet, 147 souris recevront une injection intrapéritonéale sur animal vigile, 21 en recevront 2 et 7 en recevront 3 (1 par jour pendant 3 jours). 240 souris seront incluses dans des tests comportementaux simples, ne nécessitant pas d’apprentissage et basés sur des comportements naturels, s’étalant sur 3 jours. Parmi celles-ci, 112 souris auront subi au préalable un isolement social de 2 semaines avant d’être réhébergées en groupe.
Impact sur les animaux
Au cours du projet, certaines des souris recevront un traitement pharmacologique avec des composés ayant majoritairement un effet antidépresseur, qui ne devraient pas causer de nuisance. Parmi elles, certaines recevront ce traitement dans l’eau de boisson, tandis que d’autres auront des injections intrapéritonéales causant une douleur légère. Une partie des souris participera à des tests comportementaux basés sur des comportements naturels (exploration, enfouissement et interactions sociales). Ce sont des tests rapides et ne nécessitant pas d’apprentissage, ils sont donc peu stressants. Parmi elles, certaines subiront un isolement social pendant deux semaines causant un stress léger.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés pour permettre l’analyse de l’expression génique dans leur cortex cérébral par des techniques de biologie moléculaire (qPCR) ou d’histologie. Pour les procédures impliquant des tests comportementaux, cette analyse sera effectuée a posteriori et permettra ainsi de corréler les différences comportementales observées lors des tests avec la variation de l’expression génique.
Remplacement
Le fonctionnement cérébral, qui implique le dialogue entre de nombreux types cellulaires en réseau d’une région à l’autre n’est que superficiellement possible à reproduire in vitro. Qui plus est, ce projet recherche les mécanismes de l’adaptation du système nerveux avec son environnement à un moment clef de sa maturation, ce qui est impossible à modéliser dans l’état actuel des techniques, rendant nécessaire de réaliser ces expériences chez l’animal.
Réduction
L’approche pharmacologique proposée dans ce projet permet d’éviter de générer un grand nombre de souris transgéniques qui seraient dans ce cas nécessaires pour tester les différentes hypothèses. De plus, l’utilisation d’une lignée de souris au génome connu et identique permet de réduire la variabilité de réponse inter-individuelle et donc de réduire le nombre d’animaux nécessaires par groupe pour atteindre des différences significatives. Nous pourrons ainsi faire des groupes homogènes de 7 à 8 animaux. Le projet se découpe en trois parties : la première comportera 175 souris qui permettront de tester 25 conditions expérimentales différentes, la deuxième 112 souris, correspondant à 14 conditions expérimentales différentes et la dernière 128 souris, correspondant à 8 conditions expérimentales différentes. Ce nombre total correspond à un projet prévu pour durer cinq ans.
Raffinement
Les conditions d’hébergement de nos animaux sont prévues pour minimiser le stress pendant la croissance et la période expérimentale : hébergement par fratries de même sexe, présence d'ouate et d’igloos dans les cages pour faciliter la construction de nids. Les animaux en provenance de fournisseurs seront gardés dans les mêmes conditions et disposeront d’une période d’acclimatation de 1 mois au minimum avant d’être inclus dans les procédures. Tout au long de la partie expérimentale du projet, le bien-être des animaux sera évalué selon une grille de scoring multicritères dont les critères seront adaptés à chaque procédure. Ces mesures permettront de détecter précocement l’apparition d’éventuels effets indésirables (posture, alimentation, masse, état du pelage, déplacements) traduisant un effet néfaste. Dans ce cas, l’expérience serait interrompue et le protocole révisé.
Choix des espèces
Ce projet propose d'étudier le rôle de l’expression génique et de traitements pharmacologiques les contrôlant sur la maturation et la fonction du cortex cérébral. -Cette étude implique de travailler avec une espèce de mammifères, les seules qui ont un cortex cérébral. -Cette approche génétique nécessite de travailler sur des animaux chez lesquels les outils génétiques sont disponibles et fiables. Notre équipe travaille de longue date sur l'étude des rôles de ces gènes dans différentes fonctions. Nous avons développé des outils d’analyse génétique et histologique efficaces. -Notre projet repose en partie sur des analyses comportementales et cognitives qui nécessitent une espèce avec des tests validés. Seule la souris remplit l’ensemble de ces critères. En particulier, les tests que nous proposons sont validés par de nombreuses publications. Pour les expériences de pharmacologie, les souris auront entre 2 et 4 mois, correspondant à un âge « jeune adulte ». Pour les expériences visant à décrire la maturation du cerveau, les procédures qui testeront l’influence de l’expression génique, des conditions d’élevage et de traitements pharmacologiques se dérouleront donc à partir de 3 semaines après la naissance, ce qui correspond à la fenêtre de maturation du cortex cérébral concerné.
Conséquences du bruit sur l’audition
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Diagnostic des maladies
- Troubles nerveux
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
840 gerbilles de Mongolie vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont exposées à des bruits de deux à huit heures par jour pendant jusqu'à 180 jours, exposition pouvant provoquer un stress chronique et des dommages de l'oreille, une partie subissant aussi la pose chirurgicale d'implants cardiaques ou neuronaux. Le porteur étudie les effets du bruit sur les circuits auditifs et choisit la gerbille pour son audition proche de celle de l'humain. Il affirme qu'aucune méthode alternative ne permet de simuler un système auditif entier de millions de neurones.
Objectifs
On distingue la surdité qui est un terme générique désignant la diminution de l’acuité auditive. La grande majorité des surdités sont neurosensorielles et ont essentiellement pour origine l'oreille interne et la transduction mécano-électrique de la vibration sonore en activité neurale. Actuellement, en l’absence de traitement curatif, la surdité neurosensorielle nécessite d’être compensée par une prothèse auditive. L’exposition à un bruit excessif est la première cause environnementale de surdité neurosensorielle. Une exposition supérieure à 105 dB d’une heure provoque ainsi des dommages irréversibles. Les dommages dépendent à la fois du niveau de l’intensité sonore et de la durée de l’exposition. La législation du travail a fixé des seuils de tolérance, en prenant comme base un niveau d’exposition moyen sur 8h : • Au-delà de 80 dB SPL (sound pressure level), des dispositifs de réduction du bruit doivent être proposés (casques par exemple). • Au-delà de 85 dB SPL, ces dispositifs doivent être utilisés et contrôlés. • Au-delà de 87 dB SPL (casques inclus), le bruit doit être réduit. La surexposition sonore dans les mégalopoles, constitue une menace grandissante pour l’audition à l’échelle planétaire. Les conséquences au niveau central des surexpositions au bruit sont peu étudiées. Les conséquences du bruit sur la santé des individus et leurs interactions sociales restent également un sujet de recherche actif. Il existe une grande variabilité individuelle dans la sensibilité aux atteintes auditives déclenchées par le bruit. L’objectif majeur de notre projet de recherche est le suivant : Etudier les conséquences sur les réseaux neuronaux auditifs et la santé des individus d’un son d’intensité moyenne/forte dans la durée. Nous caractériserons la façon une exposition sonore continue impacte les circuits auditifs centraux chez un modèle animal, la gerbille, dont les gammes de fréquences sont plus similaires à celles entendues par l’Homme que la souris habituellement utilisée. Cette analyse se fera à plusieurs échelles : i) modifications anatomiques, ii) modifications fonctionnelles des réseaux, iii) modifications comportementales et iv) modifications physiologiques. Le bénéfice attendu est une meilleure compréhension des effets globaux du bruit sur la santé en reliant pour la première fois les atteintes physiologiques, cérébrales et comportementales.
Bénéfices attendus
Le suivi des animaux pendant et après l’exposition sonore, du point de vue de l’activité neurale, des modifications anatomiques et de l’évolution des performances comportementales, permettra de mieux appréhender les effets physiologiques et cognitifs du bruit auquel sont confrontés les humains quotidiennement. La plupart des études précédentes ont étudié chaque variable séparément, mais c’est bien dans la relation entre ces différents effets que l’on développera une vision d’ensemble scientifiquement pertinente. Un point crucial est que faire plusieurs mesures sur un même animal est donc non seulement scientifiquement utile mais est éthiquement intéressant puisque cela permet de réduire drastiquement l’usage d’animaux. Certaines questions importantes mais peu étudiées comme l’adaptation des performances du cerveau à la présence durable de bruit environnemental quotidien seront ainsi résolues.
Procédures
Tous les groupes d’animaux subiront des expositions sonores de 2h à 8h par jour pendant au maximum 180 jours. Les études des cinquante dernières années sur des protocoles similaires n’ont pas mis en évidence de surmortalité liée au bruit chez les rongeurs. En parallèle de ces expositions sonores, deux groupes d’animaux sont soumis à trois interventions. Dans la première intervention, des chirurgies ponctuelles à poser des implants physiologiques (activité cardiaque, premier groupe), neuronaux (deuxième groupe) et une puce d’identification (les deux groupes) sont susceptible d’entrainer des douleurs post opératoires minorées par des antalgiques. La pose d’implants et la mesure préalable de l’audition des animaux nécessitent leur anesthésie pendant environ 4h. Si la procédure se déroule bien, les animaux récupèrent de ces chirurgies en quelques jours. La deuxième intervention est une phase d’habituation puis d’enregistrement de l’activité neurale ou cardiaque, elle est réalisée sur l’animal en liberté ou tête fixée, elle s’étale sur plusieurs jours, environ 1 à 2h par jours, sans douleur pour l’animal. La troisième intervention est un suivi comportemental de l’animal, il ne comporte aucune privation hydrique ou alimentaire ni douleur. L’animal est ensuite mis à mort. Pour un troisième groupe d’animaux, l’enregistrement neuronal est fait durant l’anesthésie, celle-ci dure 8h à 9h mais l’animal est ensuite mis à mort. Ces animaux ne subissent donc qu’une intervention.
Impact sur les animaux
Les gerbilles seront exposées à des bruits pendant 2h à 8h par jour. Ces expositions peuvent potentiellement induire un stress chronique et possiblement des dommages de l’oreille. Les études des cinquante dernières années sur des protocoles similaires n’ont pas mis en évidence de surmortalité liée au bruit, au moins à l’échelle de quelques semaines, chez les rongeurs. Des chirurgies ponctuelles visant à enregistrer l’activité cérébrale, à poser des implants physiologiques (activité cardiaque) ou neuronaux seront effectuées. Les animaux récupèrent de ces chirurgies généralement en quelques jours. Les nuisances associées sont des douleurs post-opératoires minorées par des antalgiques.
Devenir
Tous les animaux utilisés dans les procédures expérimentales seront mis à mort à la fin de chaque ou plusieurs procédures car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni remplacés, ni adoptés.
Remplacement
A ce jour, aucune méthode alternative que ce soit des études au niveau cellulaire ou tissulaire ne sont connues et envisagées pour ce projet. En effet, il n’est pas possible actuellement de simuler de manière pertinente les effets des entrées sensorielles sur des circuits cérébraux composés de millions de neurones densément connectés, en interaction avec l’évolution des niveaux de stress des animaux.
Réduction
Les groupes sont constitués afin de garantir une puissance statistique de 80% pour des différences de 20%. Nous utilisons classiquement les tests de student, de Mann-Whitney, test du Xhi2, et ANOVA pour tester la significativité de nos résultats. Afin de réduire le nombre d’animaux, nous utilisons des mâles et des femelles indifféremment, et nous nous concentrerons sur le nombre limité d’animaux en fonction de la capacité des dispositifs expérimentaux et de l’application des mesures sur le même animal le cas échéant.
Raffinement
Les animaux seront regroupés pour réduire le stress d’isolement social et des jouets d’enrichissement seront disposés dans la cage. Les animaux du projet seront suivis quotidiennement. S’il apparaissait un état général de l’animal anormal (notamment suite aux chirurgies) en considérant tous les critères généraux de bonne santé d’un animal de laboratoire (poids - pesée tous les 1 à 2 jours la 1ère semaine de stimulation ou après chirurgie - stress, comportement, pelage), celui-ci sera mis à mort immédiatement. En particulier les points suivants entraineront une mise à mort immédiate : - Chirurgies ou implantation de puces : douleur au niveau des interventions (prurit sévère, saignement infection), absence de prise alimentaire et d’hydratation spontanée. - Stimulation sonore : prostration, douleur au niveau de la tête et des oreilles
Choix des espèces
Nous souhaitons recourir aux gerbilles, modèle de laboratoire dont le système auditif et les performances auditives sont très similaires à l’homme. En particulier, les gerbilles, contrairement aux souris ou rats sont capables d’entendre et traiter des sons basse fréquence correspondant aux signaux de parole chez l’homme. D’autre part, sa relative petite taille (deux à trois fois le poids d’une souris) rend la plupart des équipements existants pour la souris compatibles avec la gerbille. C’est donc un modèle animal très bien adapté à l’étude de l’audition au niveau central. Enfin, l’architecture des systèmes auditifs périphérique et central de rongeurs, similaire à celle de l’homme, permet d’étudier chez ces animaux l’audition. Aujourd’hui, il n’existe aucune alternative à l’expérimentation animale, car nous avons besoin d’étudier le système auditif dans son ensemble (de l’oreille interne au cortex auditif). Il n’est pas possible aujourd’hui de mettre en culture les systèmes auditifs périphériques et centraux. De plus, aucun modèle informatique n’existe pour simuler le fonctionnement du système auditif dans son ensemble. Le projet impliquera principalement des animaux adultes prioritairement ET/OU âgés d’au moins P90 (90 jours d’âge) afin de pouvoir étudier les effets du bruit sur le système auditif. Dans le cas d’expérimentations visant à établir l’effet des expositions bruyantes sur le développement du cortex auditif, les gerbilles seront éventuellement exposées (via des enceintes acoustiques) en portée avec leur mère avant le sevrage.
Régime obésogène péri-adolescent : effets délétères sur la mémoire sociale chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
800 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, sur cinq ans. Nourries dès le sevrage d'un régime gras, elles subissent des tests comportementaux, jusqu'à six injections intrapéritonéales, une chirurgie du cerveau et un stress aigu par choc électrique appliqué jusqu'à deux fois, pour étudier l'effet de l'alimentation adolescente sur la mémoire sociale. La plupart seront tuées pour analyse du cerveau, une partie non quantifiée pouvant être réutilisée dans d'autres projets. Le porteur affirme que ces tests sur animal vigile sont une "nécessité expérimentale" impossible à remplacer par des approches cellulaires.
Objectifs
Si l’obésité est un réel problème de santé publique, générant une diminution de l’espérance de vie en raison des maladies qu’elle entraîne (hypertension, cancers, diabète …), elle est également associée des déficits de mémoire. Nous avons récemment mis en évidence chez le rongeur que la consommation de régime riche en graisse pendant l'adolescence perturbe la mémoire dépendante de l'hippocampe, et en particulier la mémoire sociale. Nous avons également pu montrer que ces déficits semblaient être dus à une hyperactivité des neurones de l’hippocampe. L'objectif du présent projet est d’approfondir notre compréhension des effets de la consommation d'une nourriture riche en graisse pendant l'adolescence sur l’hippocampe et la mémoire. Nous souhaiterions nous pencher plus précisément sur la mémoire sociale chez la souris. L’olfaction de la souris étant primordiale dans la fonction sociale, nous souhaitons étudier en particulier les potentiels déficits de mémoire olfactive sociale des animaux nourris par un aliment riche en graisse. Nous nous pencherons plus particulièrement sur une zone précise de l'hippocampe pour son importance dans la construction de la mémoire sociale.
Bénéfices attendus
A l’heure où la prévalence de l’obésité juvénile est en forte hausse dans les sociétés industrialisées, comprendre pourquoi la consommation d’un régime obésogène à l’adolescence entraîne des perturbations de mémoire à l’âge adulte est important. En effet, avoir une vue d’ensemble des modifications physiologiques et neurologiques que ces régimes entraînent permettra à terme de mieux encadrer les patients, surtout lorsqu’on sait que prise alimentaire et fonctions cognitives et mnésiques sont intimement liées.
Procédures
Les animaux seront soumis à des tests comportementaux, éventuellement précédées d'injections intra-péritonéales lorsque cela est nécessaire, et cela dans une limite de 6 fois. La majeure partie des tests comportementaux durent de 5 à 10 minutes par jour et par souris, mais certains tests effectués plus rarement peuvent durer jusqu'a 30 minutes. Les animaux auront un repos d'au moins 24h entre chaque injection. Certains animaux devant servir de démonstrateurs pour tests sociaux seront positionnés dans des petites cages de 4500 cm3, mais dans un maximum de 45min par jour pendant 2 jours. Certains animaux seront soumis à une chirurgie stéréotaxique, d'une durée de 30 à 45 minutes. La recupération se fait sur deux à quatre jours. Afin de regarder l'impact du stress sur l'activité cérébrale et les capacités de mémoire en relation avec la diète, les animaux seront soumis à un stress aigu, un maximum de deux fois.
Impact sur les animaux
L’aliment riche en graisse et en sucre donné pendant 12 à 15 semaines entraîne un surpoids qui reste non délétère chez des animaux jeunes, comme c’est le cas dans notre étude. Les tests de comportement, ainsi que les injections intra-péritonéales peuvent induire un stress qui sera limité par une habituation à la manipulation et à l'injection avant expérimentation. La chirurgie stéréotaxique pourra entraîner une douleur et un stress se traduisant par une perte de poids qui doit se limiter à 13% du poids initial. Le choc électrique pourra entraîner un stress aigu qui peut se poursuivre pendant 1 à 2 jours, mais nos précédents tests n’ont pas montré d’effet sur le poids des animaux.
Devenir
La majeure partie des animaux, en particulier ceux ayant subi une injection stéréotaxique, seront euthanasiés car leur cerveau doit être récupéré pour analyses histologiques et biochimiques. Les animaux ne nécessitant pas de perfusion intracardiaque seront réutilisés lorsque cela est possible (nombre difficile à quantifier car dépend des besoin des autres chercheurs du laboratoire), ou euthanasiés sans récupération de matériel dans le cas contraire.
Remplacement
L’étude intégrée des effets de la nutrition sur des aspects comportementaux et de fonctionnement cérébral est permise grâce à l’utilisation du modèle de rongeur soumis à de la nourriture obésogène. En particulier, les tests comportementaux permettant d’évaluer chez l’animal vigile les dimensions cognitives sont une nécessité expérimentale pour évaluer la réalité physiologique de nos résultats. Le rôle primordial de l'olfaction dans les fonctions sociales chez la souris sera tout particulièrement exploité dans notre étude, et les tests comportementaux utilisés font appels à des comportements innés chez les rongeurs. Les approches pharmacologiques et biochimiques permettent, elles, d’appréhender les mécanismes physiologiques régissant l’effet de différents apports nutritionnels sur les fonctions cérébrales. Il n’est donc pas possible de remplacer ce modèle souris par des modèles in vitro ou in silico.
Réduction
Tous les efforts seront faits pour réduire le nombre d'animaux en effectuant plusieurs tests comportementaux chez les mêmes individus plutôt que des groupes différents, et de réduire les souffrances inutiles. En minimisant le nombre d'animaux nécessaires pour obtenir des résultats concluants et permettre des comparaisons statistiques fiables, nous estimons que 800 souris seront nécessaires afin de mener à bien le projet. Cela correspond à une durée de 5 ans.
Raffinement
Les recherches seront réalisées en accord avec les recommandations institutionnelles pour le bon traitement des animaux de laboratoire. Les souris seront hébergées tout au long de leur vie en cage collective avec un environnement enrichi dans une animalerie agrée comportant une régulation de la température et de l’hygrométrie. De plus, une analgésie adaptée sera utilisée pour chaque procédure expérimentale.
Choix des espèces
Le modèle de rongeur soumis à des régimes obésogènes permet l’étude intégrée de la nutrition sur des aspects comportementaux et de fonctionnement cérébral qu’il n’est pas possible de remplacer par des approches cellulaires. En particulier, les tests comportementaux permettant d’évaluer chez l’animal vigile les dimensions cognitives sont une nécessité expérimentale pour évaluer la réalité physiologique de nos résultats. Les approches pharmacologiques et biochimiques permettent d’appréhender les mécanismes physiologiques régissant l’effet de différents apports nutritionnels sur les fonctions cérébrales. De plus, les outils génétiques dont nous disposons pour la souris permettent de cibler les zones cérébrales et types cellulaires que nous souhaitons étudier. Les souris sont maintenues en cage collective (3 à 10 par cage) dès le sevrage. Les souris seront exposées aux régimes obésogène ou standard dès le sevrage (3 semaines) et ce pendant 12 semaines. Cette exposition commence dès le sevrage (jusquà l'âge adulte) afin de couvrir la période de l'adolescence. Après 12 semaines de régime HL, les souris seront intégrées dans les différentes procédures expérimentales. Les animaux soumis à un régime contrôle seront également testés à l'âge adulte afin de garantir la comparatibilité des résultats
Recherche d’un traitement pour une maladie neurologique rare MCOPS12.
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
384 souris, 192 mâles et 192 femelles, porteurs ou non d'une mutation du récepteur Rarb, vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Dès 4 semaines d'âge, elles sont gavées une fois par jour pendant quatre semaines avec l'un de trois traitements ou une solution saline, puis passent cinq tests : locomotion face à la nouveauté, coordination des membres, activité locomotrice enregistrée sur 32 heures, réflexes et mémoire, avant que la moitié soit tuée par perfusion intracardiaque sous anesthésie générale. Le porteur espère prévenir ainsi les symptômes d'une maladie neurologique rare, la MCOPS12, un bénéfice qu'il formule au conditionnel. Il qualifie ces tests de "non aversifs" et écrit en capitales que la souris "N'EST PAS REMPLAÇABLE".
Objectifs
Des mutations ponctuelles du recepteur à l’acide rétinoique beta (Rarb) sont à l’origine d’une maladie neurologique rare (MCOPS12) responsable de symptomes cognitifs et moteurs importants et progressifs. En effet, cette pathologie possède un caractère neurodeveloppemental ainsi qu’un caractère neurodégénératif (perte progressive de mobilité, perte de la coordination des membres), avec un pronostic vital ne dépassant pas l’adolescence. Des modèles murins de cette pathologie ont été générés et nous permettront d’étudier les mécanismes associés à ces mutations ponctuelles. Les souris mutantes présentent des symptomes moteurs similaires (n’affectant pas fondamentalement la vie des animaux qui peuvent marcher et se redresser sans aucun problème) à ceux observés chez les souris porteuses d’une mutation invalidant complètement l’activité du récepteur. Nos études antérieures ont permis d’identifier le rôle du récepteur dans le dévelopement et dans la fonction du striatum, la structure cérébrale impliquée dans le contrôle moteur et la cognition. Nous avons montré que pendant le développement embryonnaire RARb contrôle le développement d’une sous-population de neurones (appelés neurones de type 1) dans le, alors que à l’âge adulte nous avons identifié son rôle dans la neuroprotection d’une autre sous population de neurones (appelés neurones de type 2). Notre objectif est de prévenir et/ou de normaliser les symptomes moteurs et cognitifs en modulant l’activité des neurones de type 1 et 2 afin de prévenir leur mort et/ou leur dysfonctionnement pour éviter l’apparition des symptomes. Les effets liés au mode d’administration des traitements seront contrôlés grâce à un traitement supplémentaire avec une solution saline, pour s’assurer qu’aucun effet observé ne soit en réalité que le résultat du stress causé par l’administration des composés. Nous avons donc 4 traitements différents à tester.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait apporter de nouvelles pistes de traitements pour la maladie sur laquelle nous travaillons. En effet, notre objectif est de prévenir l’apparition des symptomes moteurs et cognitifs grâce aux différents traitements que nous allons utiliser en empêchant la perte de certains neurones responsables de ces symptomes. Si un ou plusieurs traitement(s) montre(nt) des effets bénéfiques, nous pourrions envisager une nouvelle stratégie thérapeutique pour les patients.
Procédures
Les trois traitements pharmacologiques et le traitement contrôle avec de la solution saline (4 traitements différents) se feront sur des cohortes différentes provenant de 4 groupes distincts d’animaux porteurs, ou non, d’une mutation et agés de 4 semaines. Tous les traitements se feront par voie orale (gavage des animaux, 15 secondes par traitement) pendant 4 semaines, à raison d’un traitement par jour. Nous utiliserons 12 animaux par groupe et par traitement (12 x 4 x 4), soit 192 mâles et 192 femelles = 384 animaux au total. Les 4 semaines de traitement seront suivies d’une batterie de tests comportementaux non aversifs que chaque animal passera une seule fois : test 1 = 30 minutes, évaluation de la locomotion induite par la nouveauté, test 2 = 3 x 5 minutes, évalution de la coordination des membres, test 3 = 32h, évaluation de l’activité locomotrice, test 4 = 30 minutes, évaluation des reflexes, test 5 = 30 minutes, évaluation de lé mémoire. Un delai minimum de 1 jour sera respécté entre chaque test comportemental, afin de diminuer l’effet du stress sur les résultats obtenus. La moitié des animaux de chacun des 4 traitements = 192 animaux (96 mâles et 96 femelles), sera ensuite euthanasiée par perfusion intracardiaque après anesthésie générale. Une vérification de la perte des reflexes au niveau des membres et palpébral est réalisée avant tout acte chirurgical.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables ne dépasseront pas la gêne occasionnée par le gavage des animaux. En effet, les tests comportementaux effectués ne sont pas sujet à causer de la souffrance. Une légère modification de l’activité motrice et cognitive est à prévoir après les traitements, sans toutefois causer d’effets indésirables. Ces effets légers seront perceptibles jusqu’à deux heures après le traitement.
Devenir
L’ensemble des animaux utilisé seront mis à mort afin de récolter le matériel biologique pour des analyses cellulaires et moléculaires qui compléteront les résultats obtenus en comportement.
Remplacement
Le modèle murin N’EST PAS REMPLAÇABLE et reste indispensable afin d’évaluer l’impact des mécanismes biologiques sur le comportement moteur ainsi que pour étudier les réseaux neuronaux dans leur ensemble. En effet, la complexité biologique de la signalisation calcique et de la neurotransmission ne permet par de remplacer les animaux par des modèles mathématiques ou in vitro, parce qu’il ne reflettent pas la diversité des mécanismes biologiques observés in vivo.
Réduction
Afin de REDUIRE au maximum le nombre d’animaux utilisés. Le nombre d'animaux utilisé (groupe de 12) correspond au nombre minimal d'animaux à inclure pour obtenir des données statistiquement exploitables selon les impératifs de réduction. Ces effectifs ont été déterminés d'après les données de la littérature et les procédures en vigueur à l'animalerie. Nous nous sommes basés sur des données obtenues à la suite du test Openfield (le moins discriminant des tests effectués ici) ainsi que sur des données comportementales obtenues à la suite d’injection de composés pharmacologiques. Une différence significative entre les groupes (de même sexe) sera recherchée. De plus, nous n’utiliserons qu’un seul groupe d’animaux traités avec le vehicule (contrôle). En effet, les différents traitements seront préparés et administrés de la même manière, ce qui permettra de réduire le nombre d’animaux contrôle. Enfin, la réalisation de la procédure numéro 2 dépendra des résultats obtenus dans la procédure numéro 1. En effet, nous n’utiliserons la seconde procédure uniquement si les résultats de la première procédure ne sont pas concluants. En effet le caractère moins séléctif de la seconde molécule, permettra de moduler la signalisation calcique plus largement.
Raffinement
En vue de RAFFINER les procédures, les animaux sont hébergés dans des conditions optimales et ils font l’objet d’un suivi adapté et de soins vétérinaires au besoin. Les expériences réalisées ici ne sont pas douloureuses et effectuées par des personnes compétentes et qualifiées (formations conception et chirurgie des rongeurs). Elles consistent uniquement en des études comportementales, effectuées avec ou sans traitement préalable de composés pharmacologiques à des doses faibles. Les molécules pharmacologiques permettent de révéler des dysfonctionnements ou de limiter/supprimer le phénotype. Les traitements par gavage seront réalisés par des expérimentateurs formés à l’aide de canules souples afin d’éviter toute lésion interne. Un suivi du poids des animaux sera mis en place deux fois par semaine (le mardi et le vendredi), afin de detecter rapidement un signe de mal être. Les animaux seront aussi analysés méticuleusement tous les jours à l’occasion des traitements afin de vérifier leur état général.
Choix des espèces
Pour étudier le rôle des mutations d’un gène dans la mise en place et la progression d’une maladie neurologique progressive rare, les performances comportementales et les fonctions de la signalisation calcique, la souris est un modèle optimal du fait de la similitude des génomes murin et humain et de la disponibilité de différentes lignées porteuses de mutations géniques ciblées permettant de couvrir l’ensemble des processus physiopathologiques : neurodégénérescence et neurodéveloppement. Pour les tests programmés nous utiliserons dans la plupart des cas des animaux de 4 semaines afin d’oberver les changements de comportements des animaux à la suite des traitements, avant même l’apparition de des symptomes.
Etude des effets de l’alimentation paternelle sur la santé et le comportement de la descendance chez la souris (2022-B-023)
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
277 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent des tests de tolérance au glucose associant gavage et huit micro-prélèvements de sang, un test de reconnaissance d'objet et un test de préférence entre deux boissons, ainsi qu'un "test comportemental" que le porteur ne précise pas. Les mâles sont isolés après accouplement, ce qui peut induire un stress modéré, et tous les animaux sont tués pour prélever organes et tissus. Le porteur inscrit ce travail dans un consortium international sur l'effet de l'alimentation du père sur la descendance.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’étudier les effets de l’alimentation paternelle sur la santé et le comportement de la descendance chez la souris.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’étudier l’impact du régime alimentaire paternel sur sa santé ainsi que sur celle de sa descendance. Ce projet fait partie d’un consortium international qui a pour but d’étudier les modifications d'expression des gènes duent à l’alimentation du père sur la génération suivante dans différentes espèces animales et chez l’Homme afin de déterminer comment le mode de vie peut impacter la santé de la descendance.
Procédures
Les pères auront 1 test de tolérance au glucose et la descendance 2 tests de tolérance au glucose, soit par test : 1 gavage (20s) ; 8 micro-prélèvements de sang (20s/micro-prélèvements). Chaque animal aura 1 test de reconnaissance d’objet nouveau (20 min d’habituation + entrainement et 10 min de test) ; 1 test comportemental (10 minutes) et un test de préférence entre deux boissons (sucrés ou non) (4 jours).
Impact sur les animaux
Un stress de courte durée peut être généré par les tests comportementaux. Une douleur modérée de courte durée associée au prélèvements de sang lors du test de tolérance au glucose. Les mâles F0 seront isolés afin d’éviter les bagarres après la mise en accouplement et pourront donc subir un stress modéré (contact visuel avec leurs congénères toujours possible).
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés afin de récupérer organes et tissus d’intérêts pour analyses.
Remplacement
Le but de ce projet est d'étudier l'effet de l'alimentation sur le comportement et le métabolisme d'un individu ainsi que sur celle de sa descendance. Pour cela nous ne pouvons nous passer d'un organisme vivant qui nous permettra d'obtenir plusieurs générations. Aucun modèle in vitro ou ex vivo ne peut remplacer l'animal dans ce projet.
Réduction
Le nombre de pères (n=9/régime) a été déterminé de façon à obtenir des résultats statistiquement exploitables. Le nombre d'animauxde la descendance découle du nombre de pères.
Raffinement
Les conditions d’hébergement et de soins et les méthodes utilisées ont été choisies et conçues de manière à réduire au maximum toute douleur, angoisse ou dommages durables que pourraient ressentir les animaux. Pour les tests comportementaux, des périodes d’adaptation à la salle et au matériel sont prévues ainsi que des entrainements. Le bien-être des animaux sera évalué par l’observation quotidienne des signes cliniques et la pesée hebdomadaire des animaux après la période d’acclimatation. Des points limites gradés précis et adaptés ont été défnis et seront appliqués à partir des observations faites sur les animaux. En cas d'atteinte d'un point limite, les animaux seront sortis de l'étude.
Choix des espèces
La souris a été choisie dans ce projet pour la facilité d’obtention d’une descendance (maturité sexuelle jeune et obtention de portées importantes). De plus les tests comportementaux et métaboliques étant très bien décrits pour cette espèce, la souris est un modèle de choix pour ce projet. Tous les tests seront réalisés sur des animaux adultes.
Le rôle de la préférence sexuelle phénotypique dans le maintien des colorations chez Dendrobates tinctorius
- Conservation des espèces
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
51 grenouilles vont être utilisées, gardées en vie et réutilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Nées en captivité, elles sont déplacées entre terrariums et mises en présence d'autres individus pour observer leur comportement de reproduction, sans intervention invasive selon le porteur. Le stress possible se traduirait par une perte de poids et une léthargie, l'expérience étant arrêtée le cas échéant. Le projet relève de la recherche fondamentale sur l'évolution des colorations, le porteur y adjoignant un argument de conservation de cette espèce protégée.
Objectifs
Nous étudions l’adaptation chez la grenouille Dendrobates tinctorius de Guyane afin de mettre en évidence les mécanismes écologiques et évolutifs menant à la grande diversité de patrons de coloration. Chez cette espèce toxique d’amphibien, les motifs de coloration vifs sont une adaptation permettant d’avertir les prédateurs que l’attaquer représente un risque. Les nombreuses populations sont chacune caractérisées par combinaisons de colorations vives uniquement efficaces contre les prédateurs avec laquelle elles cohabitent. Le maintien d’une telle diversité morphologique dont les fonctions de répulsion des prédateurs sont bien comprises fournit une opportunité exceptionnelle de mieux comprendre comment les populations d’une même espèce prennent des directions évolutives distinctes. Dans le cadre de ce projet, nous cherchons à déterminer si Dendrobates tinctorius se reproduit préférentiellement avec des individus ayant la même coloration. Un tel comportement de reproduction expliquerait pourquoi le métissage entre populations de couleurs distinctes n’est pas observé et comment ces populations distinctes parviennent à se maintenir. Chez de nombreuses espèces présentant colorations anti-prédateurs, un tel mode de reproduction se met en place rapidement suite à la divergence des patrons de colorations entre les populations. Il est supposé qu’une préférence sexuelle pour des individus ayant le même patron de coloration (homogamie) est une stratégie permettant de prévenir l’apparition d’une progéniture ayant une coloration intermédiaire, non reconnue par les prédateurs comme étant toxique, et donc fortement éliminé par les prédateurs.
Bénéfices attendus
Deux bénéfices sont attendus de ce projet : Science fondamentale -> Ce projet permettra de documenter et de mieux comprendre les mécanismes microévolutifs ayant permis des évènements de diversification massifs chez les vertébrés terrestres. Gestion de la faune et conservation -> Dendrobates tinctorius est inscrit sur la liste des espèces protégées en France. Bien que sa distribution et ses caractéristiques d’histoires de vie soient très hétérogènes, cette espèce est considérée comme une unique entité de conservation. Parvenir à décrire les différences entre populations et la présence de barrières reproductives procurerait les arguments afin que chacune des populations soit considérée comme étant une ‘’Évolutionary Significant Unit’’ ayant chacune un plan de gestion approprié.
Procédures
Nous quantifions le comportement de reproduction de Dendrobates tinctorius. Aucune intervention invasive n'est éffectué.
Impact sur les animaux
Il est possible que certains individus démontrent du stress suite aux changements de terrarium ou au fait de rencontrer un individu inconnu. Le fait d’utiliser des individus nés en captivité permet de considérablement diminuer ce facteur (comparativement aux individus sauvages qui sont beaucoup plus sensible au stress). Les individus sont observés plusieurs fois par jour et si un individu semble stresser (perte de poids, inactivité, comportement anormaux), l’expérience sera arrêtée et l’individu sera rapidement remis dans son terrarium d’élevage et ne sera pas réutilisé. Un autre individu provenant de nos colonies prendra sa place. Dendrobates tinctorius est une espèce naturellement « « bien arrondie’’. Vus de haut, les individus démontrent de belles courbes ventrales lorsqu’en santé. Par contre, lorsque stressé ou malade, les individus vont rapidement perdre du poids (en 2-3 jours) ce qui se traduit dans un premier temps par la perte des courbes ventrales et don un aspect plus rectiligne et anguleux. Dès la détection de cette caractéristique morphologique, l’expérience est arrêtée. Parmi les comportements anormaux diagnostiques de stress chez D. tinctorius; 1) la perte d’appétit caractérisé entre autres par les individus ne sortant pas de découvert pour chasser les proies offertes, 2) la léthargie caractérisée par l’individu restant immobile et bougeant très peu (D. tinctorius est normalement très active) et 3) une posture au sol caractérisé par l’individu étant aplatis contre le sol plutôt que bien droit sur ces pattes. De plus, les animaux sont attrapés et déplacés à l’obscurité afin de limité le stress. Nous utilisons un contenant de 1L opaque que nous posons devant l’individu à attraper. Une fois que l’individu saute dans le contenant, nous le refermons et le déplaçons (vers le terrarium expérimental ou de résidence).
Devenir
Après la procédure (10 jours), les individus sont retournés à leurs terrariums de résidence. Ceux-ci seront maintenus sur la plateforme et réutilisés dans les autres projets à venir (e.g. acquisition des toxines de défenses, détermination de la présence de barrières post-zygotiques, disséquer en détail les modalités d’un choix de partenaires, etc).
Remplacement
Nous étudions spécifiquement les traits d’histoire de vie de Dendrobates tinctorius. Il est essentiel de travailler sur des individus vivant de cette espèce.
Réduction
Les animaux utilisés font partie d’un stock maintenu en vie et sur lequel de nombreux travaux sont et seront réalisés. Cette réutilisation des individus au sein de la plateforme expérimentale permet de diminuer considérablement le nombre d’individus à tester. Également, le design expérimental et statistique a été optimiser afin diminuer de près de moitié le nombre d’individus.
Raffinement
Le raffinement est essentiel au succès du projet. Nous cherchons à maximiser le bien-être des animaux afin que ceux-ci puissent mener leurs comportements de reproduction habituelle. Ces amphibiens n’initieront pas de parades nuptiales ni reproductions s’ils ne se sentent pas en sécurité ou si l’environnement n’est pas adéquat. En se basant sur nos techniques d’élevage qui ont fait leurs preuves, les conditions expérimentales sont mises en place afin de reproduire le mieux possible l’habitat naturel. Ceci implique que chaque terrarium est en soi un petit écosystème rempli de végétaux vivants et de décor tel des racines, souches, pierres générant un habitat hétérogène ou l’animal peut se cacher ou encore parader lorsqu’il le veut. Nous laissons ainsi, de façon passive, les animaux exprimer leurs comportements naturels.
Choix des espèces
Dendrobates tinctorius a été choisis spécifiquement pour son très haut ecotypisme adaptatif. L’écotypisme de patrons de coloration chez cette espèce est très impressionnant et rivalise sans difficulté avec la diversité retrouvée lors de radiations adaptatives en situation insulaire (Pinson de Darwin, Anoles, etc). Mais ici, il ne s’agit pas d’îles, mais bien de populations adjacentes sans barrières géographiques à la migration. Cette espèce est donc idéale pour parvenir à expliquer le maintien de cette diversité adaptative. Nous travaillons sur des individus sexuellement matures, car l’objectif du projet est de documenter les préférences sexuelles
Capacités olfactives des gymnophiones
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système respiratoire
30 gymnophiones vont être utilisés, dont 10 tués à l'issue et 20 relâchés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ces amphibiens capturés dans la nature subissent l'obstruction d'une narine à la pâte dentaire ou le blocage de leurs tentacules à la colle chirurgicale, encadré de deux tests de performance olfactive, ce que le porteur associe à un stress modéré. Dix individus sont tués pour des analyses génétiques et morphologiques, les autres étant remis sur leur lieu de capture. Le projet relève de la recherche fondamentale sur le rôle du tentacule dans la détection des odeurs, sans application décrite.
Objectifs
Les gymnophiones sont le troisième ordre des lissamphibiens (après les anoures et les urodèles). Leur corps longiforme ressemble à celui des vers de terre. La plupart des espèces sont fouisseuses et ne sortent à l’air libre que dans de très rares occasions. Quelques espèces sont totalement aquatiques. L’ensemble des espèces connue est carnivore ou charognard. Toutes les espèces ont une vision très réduite voir pour certaines, sont totalement aveugles. Du fait de leur vie souterraine et de leur aspect « non attrayant » les gymnophiones restent très peu étudiés. Tous les gymnophiones possèdent un tentacule, organe longiligne parfois mobile et rétractable, présent au niveau de la tête des individus. Cet organe est une innovation écologique qui n’a probablement aucun analogue parmi les vertébrés. De nombreuse spéculations ont été apporté quand au rôle potentiel de cet organe cependant cela n’a pas été testé expérimentalement. L'objectif de ce projet de recherche est de comprendre le rôle du tentacule chez les gymnophiones, et notamment de savoir s’il intervient dans la détection des odeurs, comme cela a été proposé.
Bénéfices attendus
Ce projet de recherche permettra une grande avancée dans notre compréhension du rôle du tentacule chez les gymnophiones ainsi que de l'importance de l´odorat chez ces espèces. En effet, grâce à ce projet nous pourrons savoir si ce "nouvel organe" intervient dans le processus de détection des odeurs et permet ainsi à ces animaux de détecter des proies dans le milieu aquatique et souterrain. Un premier article sera focalisé sur les résultats des expérimentations in-vivo. Au moins un deuxième article combinera les résultats expérimentaux avec les données morphologiques (3D ct-scan) issues des spécimens de muséums. Afin de pouvoir diffuser nos résultats à un public varié, nous réaliserons des communiqués de presse vulgarisés avec l´organisme de recherche ainsi que localement avec des associations.
Procédures
L’unique procédure (modérée) appliquée à tous les animaux se déroulera sur des animaux vigiles. Il se déroulera environ 1 mois entre la capture de l’animal et sa mise à mort ou sa remise en liberté. Ainsi, la procédure comprendra (1) la capture du gymnophione, (2) sont placement en élevage, (3) la réalisation d’un test de performance olfactive (durée du test: 25min), (4) le bouchage d’une narine (à l’aide de pâte pour dentiste) ou le blocage des tentacules (à l’aide de colle chirurgicale qui se détache au bout de trois jours), (5) la réalisation d’un test de performance olfactive, (6) la remise en liberté de l’animal ou sa mise à mort.
Impact sur les animaux
La capture et le transport de l'animal jusqu'à son terrarium d'élevage devraient générer un stress modéré. L'applicationde colle chirurgicale sur les tentacules des gymniophones devrait générer un état de stress modéré chez les animaux. La colle se détache de la peau au bout de 3 jours. L'obstruction d'une narine à l'aide de pâte pour dentiste devrait générer un léger stress chez l'animal jusqu' à la fin de l'expérimentation (inférieur à 30 minutes). Ces deux procédures suivent un protocole standardisé.
Devenir
Un maximum de 10 individus par espèce sera mis à mort afin de réaliser des analyses génétiques et morphologiques (e.g. immuno-histologie) qui ne peuvent être réalisées avec les spécimens de muséums.
Remplacement
Le principe de remplacement est ici déjà appliqué à ce projet puisque l'ensemble des études morphologiques sur l'appareil olfactif des gymnophiones sera réalisé à l'aide de spécimens de musées disponibles notamment au muséum d ́histoire naturelle de Paris et au muséum d'histoire naturelle de Stuttgart (Allemagne). Cependant, les tests de performances olfactives ne peuvent être réalisés autrement. De même, quelques individus devront être mis à mort pour des études morphologiques (immuno-histologie) et génétiques (réalisation de génomes) ne pouvant être réalisés avec des spécimens de musées.
Réduction
Le principe de réduction sera ici appliqué en utilisant une espèce principale (Typhlonectes compressicauda, 30 individus) comme référence, puis selon les résultats préliminaires obtenus nous ferons une nouvelle demande pour les autres espèces. Au vu de l'importante variabilité inter-individuelle des tests de performances, il ne sera pas possible de réduire davantage le nombre d'individus testés pour des raisons de puissance statistique. La limite principale de ce projet reste le nombre d´individus que nous parviendrons à capturer. Cependant, au vu de la quasi absence d'études traitant de manière expérimentale la question de l´olfaction et du tentacule des gymnophiones, tout résultat sera trés utile.
Raffinement
Les gymnophiones capturés seront rapidement logées à la plateforme expérimentale qui possède les infrastructures adaptées au bon maintien de ces espèces. Les espèces aquatiques seront logées dans des conteneurs de 80 à 100L avec un filtre interne adapté (maintien similaire à celui de nombreuses espèces de poissons). Les installations et les filtres auront été mis en route avant le démarrage de l’expérimentation afin que la colonisation bactérienne puisse convenablement se faire dans les masses poreuses des filtres. L’ensemble des installations sera placé en extérieur (= même température et humidité extérieur que leur milieu de vie) à l’abris de la pluie et de tout soleil direct. Une surveillance accrue sera portée aux animaux afin de savoir s'ils s'alimentent dès la première semaine de captivité: En absence de prise alimentaire correcte (traduisant d'un état de stress), les animaux seront relâchés sur le lieu de leur capture.
Choix des espèces
Afin de réaliser une étude comparative sur les capacités olfactives des gymnophiones, nous souhaitons d´abord tester Typhlonectes compressicauda (30 individus), puis selon les résultats préliminaires obtenus nous ferons une nouvelle demande pour les autres espèces. Juvéniles ou adultes selon ce que nous parvenons à capturer.
Adaptation d’une population de chevreuils au changement global : dynamique de population en interaction avec les activités humaines en milieu rural et ses impliquations pour la santé
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
540 chevreuils sauvages, comptés dans la catégorie autres mammifères, vont être capturés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis tous relâchés dans leur milieu juste après leur manipulation, selon le porteur. Rabattus par une battue vers des filets tombants, les adultes et subadultes sont tranquillisés, mis en caisse, bouclés aux oreilles, pucés sous la peau, équipés d'un collier GPS et prélevés de peau, de sang, de poils, de fèces, de muqueuses et de parasites externes, tandis que les faons, saisis à la main dans la végétation, reçoivent boucles, petit collier extensible et prélèvements. Le porteur reconnaît un stress qui peut altérer la mobilité des adultes pendant quelques jours, des blessures lors de la course ou de la chute dans le filet, et de "rares cas de mortalité" à la capture. L'équipe veut comprendre comment ces grands herbivores s'adaptent aux activités humaines, chasse comprise, et justifie le choix de l'espèce en rappelant que ses effectifs augmentent depuis les plans de chasse des années 1980, si bien qu'il ne se pose "aucun problème de conservation".
Objectifs
Nous souhaitons comprendre comment l'hétérogénéité spatiale de l’environnement (en termes de ressources et de risques) façonne la performance individuelle et, par conséquent, la dynamique des populations et le potentiel évolutif des grands herbivores, par le biais de leur utilisation de l'espace, en relation avec leurs composantes individuelles (condition, personnalité, immunité...), la prédation, la pression parasitaire et l'intervention humaine (les perturbations non létales, les pratiques agricoles, la chasse…). Cette étude est particulièrement pertinente dans un contexte de changement global (climatique, paysager…), pour comprendre comment les populations animales font face aux perturbations d’origine anthropiques et pour évaluer les services et disservices rendues par ces populations animales. Nous souhaitons aborder les questions suivantes : L'hétérogénéité individuelle diffère-t-elle selon les traits liés à la performance, selon les années au sein d'une population ? Qu'est-ce qui façonne la variation observée dans les trajectoires individuelles d’histoire de vie (e.g. fécondité, survie, dispersion natale), entre les facteurs environnementaux (météo et habitats au stade critique de la vie), les attributs individuels (sexe, cohorte, caractéristiques du domaine vital des adultes) et les influences anthropiques (perturbations, chasse, pression de prédation et maladies) ? Quelle est la contribution relative du hasard, de la contrainte et de l'adaptation dans l'élaboration des trajectoires individuelles observées au sein des populations ? Quelles sont les tactiques comportementales individuelles adoptées par les chevreuils (e.g. spatiales) pour faire face aux perturbations d’origine anthropique ?
Bénéfices attendus
Les bénéfices du projet sont d’abord d’apporter de nouvelles connaissances sur l’écologie d’une espèce modèle de grand herbivore sauvage, largement répandue et impliquée dans de nombreuses interactions avec les activités humaines, afin de comprendre son potentiel d’adaptation aux changements d’origine anthropique et de prédire sa dynamique de population dans nos paysages ruraux ordinaires. Ces connaissances sont précieuses pour comprendre ses interactions avec l’homme (risques sanitaires chez les humains et les animaux d’élevage, dégâts aux production sylvicoles et agricoles, collisions), mais aussi les services rendus (e.g. sur la biodiversité, sur les cycles des nutriments). Parmi les bénéfices attendus, ces connaissances permettraient donc de réduire certains disservices et de favoriser d’autres services rendus par la faune sauvage, de réduire les effets négatifs de l’homme sur les populations animales et d’une manière générale sur les écosystèmes, en fournissant des mesures de gestion concrètes. Ainsi, ce projet permettrait d’assurer une meilleure prise en compte des enjeux écologiques dans la gestion des territoires et dans les politiques publiques.
Procédures
Procédure 1 : Les chevreuils adultes et subadultes sont capturés au filet tombant suite à une battue pédestre (sans chien). Ils sont tranquilisés et placés dans une caisse de contention pour se reposer avant d’être manipulés. Sur la table de manipulation, ils sont identifiés (boucles auriculaires et puce électronique sous cutanée) et équipés d’un collier GPS. Ils sont examinés pour leur état général, mesurés (poids, mensurations) et font l’objet de prélèvements biologiques (peau, sang, poils, fèces, muqueuses, ectoparasites) avent d’être relâché dans leur milieu. La manipulation sur la table dure environ 11 minutes. Procédure 2 : Les faons de chevreuils sont capturés au printemps par saisie alors que l’animal est gité dans la végétation (il se déplace très peu à cet âge). L’animal est pesé dans sac de contention, idéntifié avec des boucles auriculaires, et équipé d’un petit collier extensible. Nous réalisons un examen de l’état general et effectuons quelques prélèvements biologiques (peau, salive, goutte de sang, tiques). La procédure dure moins de 5 minutes.
Impact sur les animaux
- La capture occasionne un stress qui peut altérer la mobilité des adultes pendant quelques jours. - De rares cas de mortalité peut survenir lors de la capture chez les adultes et subadultes. - Des blessures légères peuvent survenir pendant la capture des adultes et subadultes lors de la course dans la battue, lors de la chute dans le filet ou lors de la contention dans le sabot. - Une douleur est occasionnée par les prélèvements (prise de sang) ou l’identification (bague auriculaire, puce sous-cutanée). - Un inconfort musculaire peut être lié à la contention et au port du collier.
Devenir
Tous les animaux sont relâchés dans le milieu naturel immédiatement après leur manipulation
Remplacement
Il n’y a pas d’alternative satisfaisante aujourd’hui au suivi in-situ des grands ongulés sauvages. Les études écologiques impliquant le suivi de la faune sauvages sont essentielles pour comprendre le fonctionnement des écosystèmes et tenter de réduire l’impact de l’homme pour plus de résilience. Ces données sont necessaire pour appréhender la variabilité des trajectoires de vie des chevreuils et comprendre les mécanismes éco-évolutifs de l’adaptation aux changements globaux. Cependant les données apportées par ce suivi permettent d’ouvrir la voie à la modélisation informatique de l’utilisation de l’espace par le chevreuil, ce qui pourrait autoriser à l’avenir un remplacement des suivis en nature pour répondre à certaines questions (flux de matières et de vecteurs, étude de connectivité du paysage).
Réduction
Ce suivi d’une population de chevreuil en milieu rural bénéficie à de nombreux projets du CEFS mais aussi de plusieurs partenaires scientifiques en France et en Europe. En effet les données sur l’écologie spatiale du chevreuil sont mises à disposition dans le cadre d’un réseau scientifique européen sur les mouvements des mammifères (eurodeer et euromammals). De plus les prélèvements biologiques sont stockés au CEFS et mis dans une base de gestion d’échantillon qui facilite leur utilisation par d’autres chercheurs pour des questions différentes (par exemple récemment pour la recherche de pathogènes émergents comme la covid 19). L’effort particulier consenti par l’équipe de recherche à la réutilisation des données et des échantillons biologiques est de nature à réduire la nécessité de multiplier ce genre de suivi à long terme et donc de réduire in-fine le nombre d’animaux utilisés par la communauté scientifique dans sa globalité. L’utilisation des données issues des captures précédentes ainsi que des données issues du réseau Eurodeer nous permettent de limiter les besoins de nouvelles captures.
Raffinement
Dans un souci continu d’amélioration de nos pratiques, nous réalisons des bilans post-capture (2 par an) qui produisent des recommandations que nous incluons dans nos procédures (e.g. pommade anesthésiante sur l’oreille, refroidissement de l’animal lors de la manipulation en cas de chaleur). Les mesures de raffinement sont : - Procédure 1 : Les animaux sont tranquilisés après la capture dans le filet, puis ils se reposent dans des caisses stockées au calme, à l’ombre et sous surveillance. La manipulation est rapide dans le calme en minimisant le bruit. Les prélèvements pouvant s’avérer douloureux (prise de sang) sont réalisés par 3 personnes très expérimentées. Les rôles des assistants sont précis et déterminés à l’avance. Un responsable surveille en permanence l’état de l’animal (température, respiration, agitation) et peut décider de racourcir la durée de la manipulation si des points limites sont atteints. A chaque étape, un vétérinaire est prêt à intervenir si nécessaire. Dès le lendemain et par la suite, l’animal est localisé, voire observé, afin de recueillir des informations sur l’effet de la capture. - Procédure 2 : en général, la capture est réalisée après une tétée pour limiter l’effet du dérangement sur les soins maternels. Les faons sont très peu réactifs jusqu’à l’âge de 15 jours (couché, immobile). Une seule personne très expérimentée manipule le faon, le plus rapidement possible et en silence, après s’être frotté les mains dans la végétation pour éviter de laisser trop d’odeur humaine sur le faon. Si le faon est trop jeune pour être manipulé, l’opération est reportée.
Choix des espèces
Le chevreuil est le grand herbivore sauvage le plus abondant en Europe. A ce titre, il joue un rôle majeur dans le fonctionnement des écosystèmes et rends des services et disservices pour les activités humaines. Leur présence peut générer des dégâts (agricoles, sylvicoles), réduire ou augmenter les risques sanitaires (maladie et collisions), produire des services (proie de substituion aux animaux domestiques pour les grands prédateurs, chasse, tourisme) et générer des conflits (entre forestiers et chasseurs par exemple). Ainsi c'est un bon modèle pour l'étude du fonctionnement des populations d'ongulés sauvages. D’autre part, le chevreuil est une espèce chassée et dont les effectifs évoluent à la hausse depuis la mise en place des plans de chasse dans les années 1980 aussi il ne se pose, pour cette espèce et à l’heure actuelle, aucun problème de conservation. Tous les stades de développement sont étudiés depuis la naissance jusqu’à la sénescence. L’objectif scientifique est d’étudier la trajectoire d’histoire de vie des individus et d’identifier par exemple comment les conditions précoces, lors du développement de l’individu conditionnent le comportement et la performance des individus.
Impact d’un régime supplémenté par un extrait végétal standardisé sur le comportement, les profils métabolique, inflammatoire et oxydant dans un modèle d’obésité expérimentale chez le rat
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
56 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Soumis pendant trois mois à un régime obésogène, ils reçoivent un gavage quotidien, quatre prélèvements sanguins sous anesthésie, des tests de tolérance au glucose et le test du labyrinthe en croix surélevé, pour mesurer les effets d'un extrait végétal sur le poids et le comportement. Le porteur présente cette étude comme une étape avant de passer à l'espèce cible, le chien, et affirme que le rat permet d'analyser des organes non prélevables chez le chien. Sur le remplacement, il conclut à l'absence de méthodes in silico et in vitro capables de répondre aux questions posées.
Objectifs
Les plantes fournissent un ensemble important de composés bioactifs qui forment la base de nombreux produits thérapeutiques. Parmi ces plantes, une est traditionnellement utilisée pour ses propriétés sédatives, anti-spasmodiques et anti-inflammatoires et son extrait sera utilisé pour notre étude. L'objectif est d'étudier les effets de la supplémentation en extrait végétal standardisé sur la prise de poids et le comportement chez le rat. Les résultats obtenus nous permettront d'appronfondir ceux réalisés chez le modèle cible, le chien qui ont été menés il y a quelques mois. Notre hypothèse est que la supplémentation en extrait botanique standardisé de la plante étudiée mettrait en jeu des mécanismes multiples (anti-inflammatoire, métabolique, antioxydante, augmentation de la diversité microbienne, réduction du comportement hyperphagique, action calmante) grâce à l'action combinée de ses composants bioactifs dont l'action serait supérieure à celle exercée par le traceur actif seul. Notre premier objectif est d'étudier les effets de notre extrait et de son traceur sur le profil métabolique des rats soumis à un régime obésogène (hyperlipidique/hyperglucidique) par leur suivi clinique et biologique (analyse du microbiote intesinal, des paramètres biochimiques comme les cytokines ou encore métaboliques comme le taux de cholestérol ou de lipides sériques). Notre second objectif sera d'analyser l'effet sédatif de notre extrait végétal standardisé en comparaison à son traceur actif en utilisant le test du labyrinthe en croix surélevé et en dosant un neurotransmetteur dont le rôle principal consiste en une régulation dite « inhibitrice » de l'activité cérébrale, l'acide gamma-aminobutyrique (GABA).
Bénéfices attendus
Les protocoles mis en oeuvre dans le cadre de ce projet devraient permettre de déterminer si l’extrait végétal standardisé testé (comparativement à son traceur) est apte à prévenir l’inflammation et les perturbations métaboliques associées à l'obésité. Notre hypothèse principale est que l’action synergique des composants majeurs (acides phénoliques, flavonoïdes, anthocyanes) de l’extrait végétal standardisé étudié
Procédures
Les animaux seront soumis à différentes interventions. Pendant 3 mois, 48 rats suivront un régime obésogène (hyperlipidique/hyperlipidique) et la totalité des rats (soit 56 rats) auront 4 prélèvements sanguins sur une période de 3 mois ( à 0, 4, 8 et 12 semaines) d'une durée de 20 min environ par rat ( anesthésie (10 min) + prélèvement sanguin (5 min) + réveil (5 min)) ; 4 tests de 5 minutes dans un labyrinthe en croix surélevé ( à 0, 4, 8 et 12 semaines); 3 tests de tolérance au glucose d'une durée de 2h (prélèvements d'une goutte de sang d'une durée d'1 min à différents temps (0, 15, 30, 45, 60, 90 et 120 minutes); à 0, 6 et 12 semaines); des recueils de selles d'une durée de 10 minutes environ (4 fois, à 0, 4, 8 et 12 semaines) ; et seront gavés oralement quotidiennement pendant 3 mois (chaque gavage durera environ 2 à 5 minutes), puis seront euthanasiés.
Impact sur les animaux
L'exposition des rats au régime obésogène peut induire des troubles métaboliques, les traitements du projet viseront à les prévenir/réduire.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort en fin de procédure pour prélèvement d’organes.
Remplacement
Le remplacement des rats n’est pas possible pour répondre aux questions du projet en raison de l’absence de méthodes alternatives (in-silico et in-vitro). Les rats sont utilisés afin de valider les effets de l'extrait végétal étudié avant de passer sur l'espèce cible : le chien ; pour limiter le nombre d'expérimentations sur celui-ci. L'utilisation du rat nous permet aussi d'étudier des organes, non prélevables chez le chien.
Réduction
Nous utilisons 8 rats par groupes afin d'avoir un nombre suffisant pour pouvoir réaliser des tests statistiques pertinents et anticiper les différences interindividuelles pour répondre aux objectifs de l'étude. Le nombre de prélèvement étant répété sur chaque rat, cela permet de réduire leur nombre au minimum et d'avoir des données suffisantes pour répondre aux questions posées par une utilisation optimisée de ces dernières sur chaque animal.
Raffinement
L'exposition des rats au régime hyperlipidique/hyperglucidique peut induire des troubles métaboliques, les traitements du projet viseront à les prévenir/réduire. L'hébergement respecte les recommandations en vigueur chez les animaux de l'étude. L'enrichissement du milieu de vie est régulièrement amélioré (mise à disposition de carrés de coton, des tunnels, des morceaux de bois, du Sizzle dry Kraft pour occuper chaque individu dans la cage). Un suivi régulier des animaux est assuré par le personnel animalier (observation quotidienne de l’état général et du comportement, pesées hebdomadaires). Les protocoles expérimentaux sont optimisés pour chaque procédure afin d’obtenir le maximum d’informations et ainsi une meilleure analyse des résultats obtenus. Nous utilisons des points limites adaptés et des critères d'arrêt de souffrance détaillés à chaque procédure.
Choix des espèces
Les rats sont acclimatés à l'âge de 6 semaines avant de commencer l'étude à 8 semaines (cycle de 12h jour/nuit). Cela permet d'éviter des résultats faussés par le stress induit lors du changement d'environnement. L'exposition des rats Wistar à un régime obésogène (hyperlipidique/hyperglucidique) permettra d'étudier la capacité de l'extrait végétal standardisé testé à prévenir le développement de troubles métaboliques associés à l'obésité. Les effets de cet extrait végétal ne peuvent être étudiés de manière pertinente sur des modèles in silico et in vitro. Nous utilisons le rat afin de compléter notre étude faite sur l'espèce cible (chien) et ainsi valider les effets de notre extrait végétal standardisé sur le comportement du rat tout en poussant les analyses sur des organes spécifiques (comme l'étude de la réactivité intestinale qui requiert l'analyse de l'intestin en chambre d'organes isolés ou encore le dosage d'un neurotransmetteur inhibiteur du système nerveux central, non prélevables chez le chien.
Modélisation et évaluation de la prise compulsive de nourriture induite par des traitements anti-Parkinsoniens
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
240 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent une chirurgie cérébrale reproduisant la maladie de Parkinson, des injections quotidiennes pendant six semaines et un isolement de cinquante jours, avant une perfusion mortelle dans le cœur. Le porteur reconnaît que l'isolement rompt le groupe social et provoque un stress, et décrit un ralentissement des mouvements lié à la lésion. L'objectif est de créer un modèle de prise compulsive de nourriture, un effet secondaire des traitements chez une partie des patients parkinsoniens.
Objectifs
Les objectifs de ce projet sont multiples. Il s'agit donc de modéliser la prise compulsive de nourriture, un effet secondaire non moteur des traitements anti-Parkinsoniens retrouvé jusqu'à chez un tiers des patients, afin de mieux en comprendre la pathophysiologie. Pour cela, nous regarderons, d'une part les effets des traitements seuls, et d'autre part les effets des traitements cumulés à la lésion dopaminergique caractéristique de la maladie de Parkinson. Effectivement, aucun modèle animal de trouble de contrôle des impulsions (effet secondaire non-moteur des traitements) n'est actuellement disponible et l’étude de leurs développement et conséquences reste donc difficile. De plus, l’incidence de la maladie de Parkinson ne cesse d’augmenter du fait du vieillissement de la population. Les troubles du contrôle des impulsions affectent de façon non négligeable la qualité de vie des patients, notamment la prise compulsive de nourriture qui entraîne des perturbations importantes du sommeil (les patients grignottent beaucoup, notamment au cours de la nuit) et des difficultés sociales au sein de l'entourage proche. Les troubles du contrôle des impulsions touchant jusqu’à un tiers des patients parkinsoniens traités, la compréhension des causes et conséquences est un réel enjeu de santé publique.
Bénéfices attendus
Ce projet va avoir deux pans majeurs d’avancées scientifiques : il va permettre la création d'un modèle de prise compulsive de nourriture, à l’heure actuelle inexistant, par le biais d’une évaluation comportementale et va également permettre d’étayer les connaissances sur les causes biologiques, biochimiques de leur développement ainsi que les conséquences induites dans la maladie de Parkinson. Les analyses sanguines pourront permettre l'identification de biomarqueurs du développement des troubles du contrôle des impulsions. Au point de vue clinique la compréhension des causes et conséquences de l'apparition de troubles du contrôle des impulsions est cruciale pour adapter les stratégies thérapeutiques proposées aux patients parkinsoniens.
Procédures
Le projet est composé d'une procédure regroupant 5 interventions réalisées sur la totalité des animaux inclus dans le projet: une chirurgie cérébrale sous anesthésie gazeuse avec antalgique périphérique et locale (240 animaux), trois prélèvements sanguins sous anesthésie (240 animaux), une évaluation comportementale de 7 semaines (240 animaux) associé à un traitement par injection quotidienne intrapéritonéale sur animaux vigiles (1minute d'injection, 42 injections, 120 animaux) ou sous cutanée sur animaux vigiles (30secondes d'injection, 42 injections, 180 animaux) dépendamment de la molécule testée. Enfin, une perfusion intracardiaque après une injection létale d'anesthésique en fin de procédure (20minutes, 240 animaux).
Impact sur les animaux
- La chirurgie stéréotaxique peut induire une légère perte de poids et un stress notamment au réveil - L'induction de la dégénérescence neuronale permettant de modéliser la maladie de Parkinson va induire un léger ralentissement de la courbe de croissance des animaux ainsi qu'un ralentissement global de l'activité locomotrice - L’isolement de plusieurs semaines (50 jours d'isolement après 85 jours de vie en groupe) induira un stress dû à la rupture du groupe social pendant l'évaluation comportementale - Les prélèvements sanguins peuvent ponctuellement induire un hématome au niveau de la veine caudale - Les injections répétées quotidiennement du traitement au cours des 6 semaines d’expérimentation peuvent induire un stress potentiel de l’animal au moment de la piqûre ou un hématome à l'endroit de l'injection.
Devenir
Tous les animaux (n=240) seront mis à mort à la fin de l'étude de façon à coupler les résultats comportementaux à des analyses de biologie moléculaire sur les échantillons sanguins ainsi qu'à des anaylses histologiques et biochimiques des cerveaux.
Remplacement
Certaines recherches sur la maladie de Parkinson peuvent être effectuées à l'aide de modélisation basée sur des cultures cellulaires (in vitro) dans le cadre d'études sur les causes de la mort neuronale observée dans la maladie de Parkinson. En revanche, cette approche n'est pas adaptée lorsque l'on s'intéresse aux modifications comportementales. Notre étude ayant pour objectif de modéliser des comportements de prise alimentaire ainsi que d'étudier leurs conséquences cérébrales, ne peut se faire que sur l’animal entier car nécessite l’intégrité des réseaux neuronaux et ne peut donc pas être réalisée in vitro.
Réduction
Le nombre d’animaux dans chaque groupe expérimental a été obtenu grâce à des calculs de puissance. Ces critères impliquent d’utiliser pour des groupes expérimentaux de 15 animaux par traitement testé, par condition expérimentale, et par sexe soit 240 rats afin d'obtenir des résultats statistiques interprétables. De plus, trois prélèvements sanguins seront effectués sur chaque animal de façon à réaliser une étude longitudinale de la modification des facteurs sanguins par la lésion dopaminergique et/ou le traitement permettant une réduction du nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Les expérimentations sont réfléchies de façon à minimiser au maximum l’inconfort, la douleur, la détresse ou l’angoisse des animaux au cours des différentes procédures de ce projet (actes réalisés par du personnel expérimenté, médicamentation définie avec le vétérinaire référent et prise de nourriture basés sur le comportement spontané des animaux dans leur cage d'hébergement et ne nécessitant pas d’intervention directe de l’expérimentateur). Lors de la chirurgie nous aurons recours à l’anesthésie générale avec monotoring de la température corporelle, additionnée d’une anesthésie locale en présence d’antalgique. Le traitement antalgique sera poursuivie au lendemain de la chirurgie voire 48h post-opératoire si l'état de l'animal le nécessite. Des points limites gradés, précis et adaptés ont été définis de façon à obtenir un arbre décisionnel en fonction des observations faites et aboutir à une gestion optimale de ceux-ci. Des critères d'arrêt de souffrances, appelés points limites terminaux sont définis au bout de arbre décisionnel. Les rats sont hébergés deux par cage dès que possible, avec eau et nourriture ad libitum, sauf à partir de J85 et pendant 50 jours soit jusqu'à J135. L’hébergement en animalerie est réalisé en portoir ventilé, dans des pièces à température et hygrométrie régulées et contrôlées selon les normes en vigueur. Un enrichissement par bâton de bois à rogner est disponible. Un tunnel sera également rajouté lorsque les animaux seront isolés. Les animaux sont manipulés de façon hebdomadaire dès la chirurgie puis quotidiennement au cours du protocole comportemental, leur permettant une habituation à un binôme d’expérimentateurs, qui reste le même tout au long de l’étude.
Choix des espèces
Le rat possède des réponses neuronales proches de celles observées chez l'Homme. Aussi, la modélisation de la maladie de Parkinson est détaillée et maîtrisée chez cette espèce. Le rat est un animal couramment utilisé dans les évaluations comportementales, notamment dans ce test de prise compulsive de nourriture. Nous utiliserons des rats avec un niveau de consanguinité limité ce qui permet une variabilité génétique majeure entre les individus afin de modéliser au mieux la variabilité interindividuelle humaine. Les animaux utilisés seront adultes, permettant de se rapprocher du stade de développement de la maladie de Parkinson.
Effet du déficit alimentaire des vaches laitières sur la stabilité thermique des laits
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
22 bovins, des vaches en lactation, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance déclaré léger, puis réutilisés dans d'autres essais ou gardés pour le renouvellement du troupeau. Elles subissent une restriction alimentaire de six semaines et quatre prises de sang à la queue, pour étudier l'effet d'un déficit d'énergie sur la stabilité du lait à la chaleur. Le porteur décrit une restriction sans sensation de faim, les vaches étant nourries à satiété avec un fourrage peu nutritif. Le projet vise à résoudre un problème industriel de floculation des laits lors des traitements de conservation.
Objectifs
Les laits de consommation subissent des traitements thermiques de type UHT pour permettre leur conservation dans le temps ou des ultrafiltrations pour concentrer certains éléments d’intérêt. Certains laits, pour des raisons mal déterminées, ne supportent pas ces traitements et floculent, soit immédiatement, soit lors de leur conservation en briques. Une meilleure compréhension des causes de la variabilité des instabilités du lait entre systèmes pourrait aider à cibler des leviers par lesquels les problèmes d’instabilité des laits pourraient être limités au niveau des élevages. En particulier, la stabilité des laits pourrait évoluer en fonction de la quantité d’énergie apportée aux vaches laitières. une restriction alimentaire pouvant provoquer une ouverture des jonctions serrées au niveau de la mamelle et une fuite des minéraux solubles vers le sang ce qui déstabiliserait la micelle de caséine du lait. L'objectif du projet sera de caractériser finement les effets d’une restriction alimentaire similaire à celle que l’on peut suspecter en été dans des systèmes relativement herbagers ou à celle vécue durant l'été 2022 sur la stabilité thermique des laits.
Bénéfices attendus
Nous allons mieux connaître les mécanismes de la stabilité thermique des laits afin de résoudre les problèmes sur le terrain. Nous pourrons valoriser ce travail auprès des éleveurs et de l'interprofession laitière. Nous participerons à l'identification de biomarqueurs de stabilité thermique dans le lait afin d'aider les éleveurs à mieux gérer ce problème et à le détecter en amont.
Procédures
Un lot de vaches aura une restriction des apports énergétiques et azotés pendant 6 semaines. Les vaches laitières auront une prise de sang à la queue toutes les 2 semaines pendant 8 semaines, soit 4 prises de sang.
Impact sur les animaux
La diminution des apports alimentaires se fera grâce à l'apport d'un fourrage pauvre en nutriments mais très encombrant dans le rumen des vaches laitières. Du coup, les vaches seront alimentées à satiété tout en ayant un apport restreint en énergie et en azote. Cela évitera toute sensation de mal être liée à cette restriction des apports énergétiques et azotés. Les prises de sang seront réalisées à la queue, partie de l'animal peu douloureuse et ces prises de sang à la queue sont moins stressantes qu'à la jugulaire. Les vaches seront bloquées au cornadis comme au moment de l'alimentation, donc aucun stress lié à ce blocage car elles sont habituées (pratique quotidienne).
Devenir
Les animaux n’ayant subi aucune intervention invasive, ni traitement susceptible d’avoir des effets importants sur leur santé et/ou survie seront conservés afin de participer au renouvellement ultérieur du troupeau et pourront être réutilisés dans de nouveaux essais. Ceci se fera sous la responsabilité du responsable des installations expérimentales. Le suivi sanitaire régulier par le vétérinaire traitant permettra de garantir que ceci est effectivement possible .
Remplacement
L'expérimentation concerne directement la qualité du lait. Il est donc impossible de se passer des vaches laitières qui produisent ce lait.
Réduction
Le nombre de vaches laitières a été calculé pour pouvoir mettre en évidence des différences entre les traitements. Compte tenu du schéma expérimental en continu, il est difficile de diminuer le nombre de vaches laitières.
Raffinement
L'expérimentation est basée sur le lait. Les seuls actes invasifs sont des prises de sang (4 au cours des 8 semaines d'expérimentation). Leur nombre est vraiment faible. Ces prises de sang seront réalisées à la queue, partie de l'animal peu douloureuse. Les vaches seront bloquées au cornadis comme au moment de l'alimentation, donc aucun stress lié à ce blocage. Les vaches seront maintenues dans leur environnement d’élevage habituel qui est parfaitement adapté à leurs besoins comportementaux, environnementaux, sanitaires, et elles ne seront jamais en isolement social. Les prélèvements et la surveillance des animaux se feront par des personnes compétentes et habilitées.
Choix des espèces
Vache laitière de race Prim’ Holstein. Il s’agit de la race de vache laitière la plus répandue dans le monde. Les résultats de ce projet ont vocation à être diffusés au niveau international. Les vaches laitières seront des vaches adultes en milieu de lactation (vêlages compris entre fin septembre et début décembre). Au cours de l’expérimentation, ces vaches seront à différents stades de gestation.