Éthologie / comportement / biologie animale
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Impacts des bruits de bateaux sur la cognition et la mémorisation d’un poisson cichlidé
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
183 poissons cichlidés vont être utilisés, gardés vivants et replacés dans les aquariums d'élevage à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. De jeunes alevins sont exposés pendant trois à six mois à des sons de bateaux à moteur, puis soumis à un test de conditionnement aversif où chaque individu reçoit un choc électrique associé à une couleur, pour mesurer l'effet du bruit sur leurs capacités cognitives et leur mémoire. Le porteur indique que ces manipulations pourraient engendrer un stress et prévoit d'arrêter l'expérience en cas de comportement anormal. Sur le remplacement, il affirme en une phrase que l'apprentissage suivi de l'observation comportementale fait que l'animal ne peut pas être remplacé.
Objectifs
Élucider comment les contraintes environnementales et sociales façonnent l'évolution de la communication chez les vertébrés ainsi que leur capacité à produire et à percevoir des signaux sensoriels est un défi majeur de la science moderne. Pour aborder cette question, nous développons au sein du laboratoire ,une approche expérimentale et pluridisciplinaire sur une espèce de poisson Cichlidé (Maylandia zebra) endémique du lac Malawi, mêlant neurophysiologie et éthologie. Cette espèce, étudiée depuis plusieurs années au sein de notre laboratoire, utilise plusieurs canaux sensoriels pour communiquer, dont le canal acoustique, et possède des comportements très stéréotypés dans différents contextes comme par exemple la défense du territoire. De plus, l’incubation des œufs, jusqu’au stade alevin, est réalisée dans la bouche de la mère pendant 21 jours (mouthbreeding), ce qui permet, en laboratoire, un contrôle des naissances. La réalisation de ce projet est soutenue via le financement d’une thèse de 4 ans intitulée « Contrôle multisensoriel du comportement chez les poissons au cours du développement » en lien avec cette thématique. Les sons anthropogéniques, c’est-à-dire liés à l’activité humaine, sont aujourd’hui omniprésents et aucun écosystème n’est épargné. Si depuis ces 5 dernières années, plusieurs études ont été réalisées sur les réponses physiologiques et comportementales des poissons au bruit, les effets sur le développement du comportement, des capacités cognitives et des fonctions sensorielles (système auditif par exemple) sont encore mal connus. Ainsi, l’objectif du projet présenté ici est de tester les capacités cognitives et de mémorisation de jeunes alevins de poissons cichlidés soumis ou non à des sons de bateaux à moteur à l’aide de tests de conditionnement aversif Pavlovien (Pavlovian Fear Conditionning Tests).
Bénéfices attendus
Ces dernières années les études sur la polution sonore se sont largement développées et nous savons qu'il existe des effets sur les comportements, la communication, la physiologie des populations aquatiques (poisson, invertébrés..). Toutefois, les études plus fines au niveau de l'individu et notamment au niveau des capacités cognitives ou de mémorisation des poissons sont rares et commencent à émerger. Cette étude nous permettra d'aller plus loin dans la recherche des impacts de l'activité humaine sur la faune aquatique.
Procédures
Aucun prélèvement et aucune procédure chirurgicale ne sont prévus. La procédure 1 aura une durée comprise entre 3 et 6 mois. La procédure 2 se déroule de la façon suivante : L’expérimentation consiste en 3 phases principales: 1) le poisson nage librement dans le bac avec un fond de couleur donnée (Gris ou vert) pendant 5 minutes, 2) l’individu reçoit un faible choc électrique (9v DC de 80ms), le poisson associe alors la sensation désagréable du choc électrique à la couleur, 3) les 2 couleurs sont placées sur le fond et le poisson se déplace librement pendant 1 minutes. Donc en totalité cette expérimentation dure 7minutes mais la procédure 2 proprement dite dure 80 millisecondes.
Impact sur les animaux
Ces manipulations pourraient engendrer un stress : le comportement des animaux sera suivi (et enregistré) pendant toute la durée de l'expériementation. Si un comportement anormal est observé l'expérience sera immédiatement stoppée.
Devenir
A la fin de la procédure 1 (soumission à un environement bruité pendant 3 mois par groupe de 10), les capacités cognitives de chaque individu seront testées individuellement dans la procédure 2 (Tests de conditionnement aversif Pavlovien). Tous les poissons seront gardés en vie. A la fin des tests cognitifs (Procédure 2), les animaux seront replacés dans des aquariums dédiés, en respectantleur groupe d'origine, dans la salle d'élevage du laboratoire.
Remplacement
Ces expériences reposent sur des techniques d'apprentissage suivi de l'observation de séquences comportementales : l'animal ne peut pas être remplacé
Réduction
Nous avons réduit au maximum le nombre de réplicats (3) afin d'avoir des résultats statistiquement exploitables et recevables. Chaque réplicat correspond à une ponte d'environ 20 individus qui seront placés dans 2 conditions environnementales différentes (bruitée et non bruité). Ainsi, au total, 60 poissons seront testés par conditions d'incubation.
Raffinement
Les aquariums seront enrichis avec du sable et des abris permettant ainsi les comportements . Les densités utilisées dans les aquariums respecteront les règles sanitaires. Enfin, les conditions physico-chimiques et lumineuses se rapprocheront au mieux de l'environnement dans le milieu naturel.
Choix des espèces
Maylandia zebra est un poisson cichlidé social, grégaire présentant une forte hiérachie. En contexte de défense du territoire et de parade nuptiale, ce poisson communique via les canaux visuels, acoustique et olfactif, ce qui en fait un modèle de choix pour l'étude des interactions sociales et de la communication multimodale. De plus, l'incubation des oeufs se fait dans la bouche de la femelle, ce qui facilite l'étude de l'effet de paramètres environnementaux au cours du développement embryonnaire.
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
280 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dont 160 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils subissent une chirurgie d'implantation d'une canule dans le cerveau, sont logés seuls puis reçoivent deux injections quotidiennes d'une formulation dans le liquide céphalorachidien, animal éveillé, avant des tests comportementaux. Le porteur indique que les formulations toxiques peuvent provoquer convulsions, détresse respiratoire et vocalisations, déclenchant la mise à mort. Il présente ce modèle comme un moyen de limiter le recours ultérieur aux primates non humains.
Objectifs
L’objectif de notre projet est de mettre en place un modèle chez le rongeur permettant d’évaluer l'absence de toxicité de différentes formulations de tampon d’un médicament innovant pour les pathologies neurologiques en caractérisant leurs effets sur le comportement général et neurologique. Ce modèle devra permettre la détection d’effets secondaires cliniquement observables liés aux formulations de tampon administrées deux fois par jour dans le cerveau. Le but de ce modèle étant d’éliminer toute toxicité et de valider la sécurité des formulations chez le rat avant de passer à l’étape suivante des tests précliniques sur primates non humains et d'ainsi en limiter leur nombre. Il devra donc être représentatif de ce qui se passe chez le primate non humain. Pour cela, nous réaliserons l’administration de ces formulations deux fois par jour sur une seule journée chez le rat éveillé afin de suivre durant et après le processus d’injection tout signe d’effets secondaires cliniquement observables. Des analyses comportementales permettront d’apprécier le comportement général et neurologique des animaux. Enfin le prélèvement du cerveau des animaux permettra de contrôler le site d’injection et la bonne administration des formulations testées.
Bénéfices attendus
L’évaluation de l’innocuité des différentes formulations de tampon administrées dans le cerveau chez le rongeur devrait permettre de détecter précocement tout signe de toxicité afin d’optimiser et de limiter pour les tests précliniques suivants le recours aux primates non humains. Seuls les tampons ne présentant aucun effet secondaire cliniquement observable chez le rongeur seront testés dans les phases précliniques suivantes. Ces formulations sont utilisées pour un médicament innovant qui à terme, pourrait faire l’objet de tests en phase clinique pour le traitement de maladies neurologiques chez l’Homme.
Procédures
Les rats seront soumis à une procédure chirurgicale pour la réalisation de l’implantation de la canule de micro-injection. Sous anesthésie générale, la canule de micro-injection sera implantée au niveau cérébral. La chirurgie sera réalisée en 30 minutes environ et ne sera effectuée qu’une seule fois. Un maintien des rats en cage individuelle sera nécessaire pour éviter qu’ils ne s’arrachent entre eux les canules. Le jour de l’administration des formulations, la micro-injection a lieu sur les rats éveillés maintenus dans la main de l’expérimentateur et dure environ 5 minutes avant que le rat ne retourne dans sa cage d'élevage. A la suite de l’injection, les rats effectueront un test d’exploration libre en Open-Field (dispositif carré en polyethylène noir, enceinte de 60x60x60cm) durant 15 minutes afin d’évaluer l’activité locomotrice spontanée générale puis les rats réaliseront une batterie de tests fonctionnels durant 15 minutes Cette série de tests consistent principalement à de l’observation de l’animal dans sa cage d’élevage, une prise en main de l’animal par l’expérimentateur et une mesure automatisée de force de préhension des membres antérieurs (grip-test). Pour cela, le rat sera tenu par la queue et présenté à une barre en forme de T (mesure de force globale avec 2 membres antérieurs) puis délicatement tiré jusqu’au lâcher prise.
Impact sur les animaux
L’utilisation d’une couverture analgésique lors de la procédure de chirurgie va permettre de limiter au maximum la souffrance des animaux. L’hébergement en cage individuelle des rats implantés, nécessaire tout au long de l’étude pour éviter qu’ils ne s’arrachent entre eux la canule, peut conduire à un stress par la limitation des interactions sociales directes mais cet effet sera limité par l’utilisation de cages transparentes, permettant à chaque rat de voir au moins un de ses congénères et par l’utilisation d’enrichissement pour améliorer leur bien-être. En cas d’administration d’une formulation toxique, des effets secondaires sont attendus : tout comportement de type convulsion, détresse respiratoire, vocalisations, prostration entrainera la fin de la procédure et la mise à mort de l’animal dans des conditions éthiques.
Devenir
A la fin de la procédure expérimentale 1, les 280 rats seront mis à mort dans des conditions éthiques pour le prélèvement d'organes (cerveau).
Remplacement
Le remplacement des expérimentations animales par des méthodes alternatives n’est pas envisageable dans le contexte de ce projet. Il n’est en effet pas possible d’utiliser des modèles in vitro ou ex vivo permettant d’observer des signes cliniques comportementaux et neurologiques de toxicité. L’ensemble de ces facteurs complexes ne peut être appréhendé qu’in vivo sur un modèle animal.
Réduction
Nous utilisons le nombre minimum d’animaux nécessaire à la réalisation du projet mais permettant d’obtenir des résultats prédictifs et représentatifs. Ce nombre a été déterminé sur la base de résultats d’études exploratoires précédentes du même type. La seconde phase du projet n’aura lieu que si et seulement si la première phase du projet est validée et les effectifs pourront être revus à la baisse à la suite de la première phase du projet. Ce projet a également pour objectif principal de réduire le recours aux primates non humains.
Raffinement
Une attention toute particulière sera portée aux animaux lors de la réalisation de la chirurgie (analgésie pré-opératoire, maintien des conditions d’asepsie, maintien de la température corporelle) puis après la réalisation de celle-ci. Les animaux seront observés quotidiennement tout au long de l’expérimentation, leur poids sera mesuré trois fois par semaine et si une perte de poids supérieure à 20% par rapport au poids maximal est observée ou si des signes d’infection au niveau de la plaie (jonction avec le ciment dentaire) ou des modifications du comportement des animaux (avant l’injection) sont observés (arrêt de prise alimentaire ou de boisson, cachexie, vocalises, piloérection, convulsions, etc), ceux-ci seront mis à mort dans des conditions éthiques. Au moment de l’injection ou après injection, tout comportement de type convulsion, détresse respiratoire, vocalisations, prostration, automutilation entrainera la fin de la procédure et la mise à mort de l’animal dans des conditions éthiques. Des briques d’Aspen seront placées dans chaque cage comme dispositif d’enchissement pour assurer le bien-être des animaux.
Choix des espèces
Le rat est l’espèce animale la plus adaptée pour réaliser ce projet en raison de sa facilité de manipulation pour l’implantation de canule, de l’injection en condition vigile et de la FOB largement décrite dans la littérature scientifique pour évaluer le comportement générale et neurologique des rats. Les animaux seront des rats âgés de 3 mois à leur arrivée au laboratoire, les expérimentations déburteront 1 semaine après leur arrivée. Cela correspond à de jeunes rats adultes pour être dans des conditions identiques à celles des tests sur les primates non humains.
Exploration fonctionnelle des mécanismes de l’action antidouleur de TAFA4 chez la souris
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
984 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 384 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque souris subit un modèle de douleur, injection de carraghénane pour une inflammation, ou chirurgie pour une lésion neuropathique ou post-opératoire, avec administration de composés par gavage ou injection. Le porteur mentionne des pertes de poids liées aux modèles lésionnels et décrit des tests comportementaux répétés. Il conclut que l'étude de la douleur est indispensable in vivo, la douleur ne pouvant selon lui être dissociée de l'organisme entier.
Objectifs
Nous avons récemment découvert une molécule particulièrement adaptée au traitement de la douleur, notamment dans le cas des douleurs post-opératoires aigues et chroniques. Nous avons également découvert que l’action de cette molécule nécessite un récepteur exprimé à la surface de toutes nos cellules appelé LRP1. Le but de cette étude est de déterminer les mécanismes physiologiques d’action de la molécule anti-douleur que nous avons identifié. Pour cela nous allons utiliser des souris dans lequel nous éliminerons séquentiellement LRP1 dans un type cellulaire donné tout en le maintenant dans les autres types cellulaires. Ainsi nous déterminerons qu’elles sont les cellules impliquées directement dans le fonctionnement de notre molécule antidouleur.
Bénéfices attendus
Le but final est que TAFA4 soit prescrite comme une molécule antidouleur en clinique.
Procédures
Pour le modèle de douleur inflammatoire, une unique injection de Carraghénane sera réalisée sur chaque souris. La durée d’une injection ne dure que quelques secondes et nécessite une contention rapide de l’animale vigile. En ce qui concerne les modèles de douleur neuropathique ou post-opératoire (nécessitant une chirurgie), les souris seront sous anesthésie générale. La chirurgie ne nécessite qu’une seule anesthésie par souris, car il s’agit de chirurgies de courtes durées (pas plus de 15 minutes par souris). Chaque souris ne subira qu’un seul modèle de douleur, soit une chirurgie, soit une injection.
Impact sur les animaux
Les animaux seront amenés à subir l’administration de composés par gavage ou bien par injection intra-péritonéale et sous-cutanée. De plus, ils subiront des modèles lésionnels mimant une lésion inflammatoire, post-opératoire ou neuropathique qui pourraient entrainer une perte de poids.
Devenir
A la fin de chaque procédure, les animaux seront mis à mort par inhalation d’une concentration croissante de CO2 (ou perfusion intra-cardiaque pour la procédure 1). En effet, ces animaux ne peuvent être réutilisés pour d’autres procédures.
Remplacement
Une de nos thématiques de recherche est de comprendre comment et pourquoi une personne a mal. Notre projet nécessite l’utilisation d’animaux et ne peut recourir à des stratégies de remplacement par des méthodes in-vitro. En effet, la douleur ne peut être dissociée du système physiologique global de l’animal. Il est donc nécessaire de réaliser une étude comportementale afin d’étudier l’intégration complexe de l’information sensorielle de la périphérie (peau) jusqu’au cerveau. Par ailleurs, les animaux génétiquement modifiés que nous utilisons représentent des alternatives prometteuses pour des résultats plus pertinents en ce qui concerne la compréhension des pathologies humaines. En particulier, les souris génétiquement modifiées fournissent des modèles nouveaux permettant de mettre en évidence de nouvelles molécules analgésiques ayant un spectre d’action plus spécifique afin, à terme, d’améliorer la qualité de vie des patients. Ainsi, l’expérimentation sur des souris est indispensable à l’étude des phénomènes physiologiques et à la réalisation de notre projet.
Réduction
Des stratégies seront mises en place afin de limiter l'utilisation subséquente d'animaux supplémentaires tout en obtenant suffisamment de données pour répondre aux questions liées à l'étude. Ainsi, l’élaboration précise des protocoles de comportement et le choix pertinent des contrôles sont des éléments déterminants. De plus nous procèderons à une utilisation maximale des données obtenues en réalisant toute une série de tests comportementaux non-invasifs sur le même animal, sans pour autant compromettre le bien-être animal. Par ailleurs, nous utiliserons des outils statistiques nous permettant d’évaluer au mieux le nombre d’animaux nécessaire. Enfin, le contrôle des paramètres environnementaux mais également du statut sanitaire et génétique des animaux permettra de limiter la variabilité des résultats expérimentaux obtenus, et ainsi de réduire le nombre d’animaux nécessaire à l’obtention de résultats statistiquement valables. Les procédures décrites sont appliquées et maitrisées par les expérimentateurs. Nous avons donc l'expérience nécessaire concernant la réalisation des procédures et l’évaluation de l'impact sanitaire sur les animaux. La qualité de notre plan expérimental ainsi que l’étude détaillée du nombre d’animaux nécessaire à l’obtention d’un résultat scientifique statistiquement valable nous permettent d’optimiser le nombre d’animaux utilisés. Ce projet nécessitera au maximum 984 souris.
Raffinement
Les souris utilisées dans ce projet seront élevées en groupes sociaux, dans un environnement enrichi (coton et/ou dôme) pour optimiser les conditions d’hébergement et favoriser un comportement normal afin de diminuer au maximum le stress des animaux. Les élevages sont effectués au sein de notre établissement agréé et 5 personnes sont dédiées à l’organisation et l’entretien des élevages. De ce fait, l’état sanitaire et environnemental des animaux sont contrôlés tous les jours. Nous avons recours à l'anesthésie/analgésie lors du procédé chirurgical et des soins pré-, per- et post-opératoires adéquats sont administrés. Les procédures expérimentales seront planifiées (disponibilité des locaux d'expérimentation, du matériel, période d'acclimatation des animaux aux pièces d’expérimentation), ce qui permettra de diminuer le stress des animaux et de favoriser la validité des expériences. Enfin, des points limites les plus précoces possibles seront établis en fonction des tests de comportements utilisés. Un examen clinique sera effectué quotidiennement afin de vérifier la cicatrisation et l’état général de l’animal. Toutes ces stratégies d’optimisation seront mises en place dans le but de réduire voire supprimer la souffrance chez l’animal.
Choix des espèces
Chez la souris, les populations de neurones spécialisés dans l’intégration des stimuli douloureux sont similaires à celles décrites chez l’homme. Travaillant sur la physiologie d’animaux adultes, nos tests comportementaux et nos analyses moléculaires seront réalisés sur des souris âgées de 8 à 12 semaines.
Etude comparative de la diversité génétique de lots de juvéniles de denti, Dentex dentex, et de corb, Sciaena umbra, produits en écloserie avec celle retrouvée dans les populations naturelles
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
250 poissons, dentis et corbs, vont être utilisés dans des procédures déclarées de gravité légère, gardés vivants et remis dans leurs bassins d'élevage à l'issue. Sous anesthésie et hors de l'eau pendant une trentaine de secondes, chacun subit un prélèvement d'un morceau de nageoire caudale pour comparer la diversité génétique des poissons d'écloserie à celle des populations sauvages. Le porteur reconnaît qu'une mauvaise réaction à l'anesthésiant peut conduire à euthanasier un individu. Il présente ces géniteurs et juvéniles comme "nécessaires" à la production de la station aquacole, à laquelle ils sont réintégrés.
Objectifs
Ce projet, vise à étudier la diversité génétique d’un lot de juvéniles de Dentex dentex et d’un lot de juvéniles de Sciaena umbra (deux poissons marins côtiers) produits en captivité et de comparer cette diversité génétique à la diversité génétique actuelle des populations sauvages de la zone. L'objectif est de s'assurer que les juvéniles produits en écloserie ont une diversité génétique peu ou pas différente statistiquement de celle retrouvée dans le milieu naturel. En effet, ce projet a pour objectif d'être un contrôle génétique afin d'envisager des relâchés de lots d'élevage dans un but de restauration de la biodiversité naturelle. Et un des points essentiels à vérifier au préalable de potentiels relâchés en vue de restauration, est de ne pas impacter la diversité génétique naturelle afin de conserver le potentiel évolutif des populations sauvages. L'étude de la diversité génétique des deux lots de géniteurs (issus du milieu naturel ; de corb et de denti) sera également effectuée afin de s’assurer que la diversité génétique de ces géniteurs reflète bien la diversité génétique retrouvée dans les populations du milieu naturel. Ces résultats pourraient permettre la meilleure gestion des lots d’élevage étudiés pour un potentiel objectif futur de restauration de population. Ce projet s’inscrit au sein d’un programme à plus grande échelle, comprenant également en parallèle deux autres projets ayant pour but de tester l’efficacité de relâché d’individus produits en écloserie via leur capacité d’adaptation au milieu naturel et l’estimation de leur taux de survie mesurés in situ ainsi que via l’estimation de leurs performances comportementales mesurées en bassin afin de soutenir les populations naturelles de corb et de denti. En résumé, ce projet-ci (décrit ici), correspond au contrôle génétique nécessaire à prendre en compte afin de pouvoir envisager des relâchés de lots d’élevage dans un but de restauration. Il est bien évident que ces résultats seront mis en parallèle avec de futurs contrôles sanitaires (c'est-à-dire une vérification de l’absence de pathogènes et virus des lots relâchés dans ces relâchés expérimentaux sera également effectuée par un vétérinaire spécialisé).
Bénéfices attendus
Ce projet permettrait de conclure quant à la faisabilité de l’utilisation des lots de juvéniles issus de nos géniteurs dans un but de restauration de population. Ainsi, ces résultats pourraient permettre la meilleure gestion de nos lots d’élevage afin de ne pas impacter la diversité génétique naturelle pour un potentiel objectif futur de restauration de population.
Procédures
Les 25 géniteurs de Sciaena umbra et les 25 géniteurs de Dentex dentex seront soumis à une anesthésie dans le but d’effectuer un prélèvement individuel d’un petit morceau de nageoire caudale. De plus, 200 juvéniles au total (100 juvéniles de Sciaena umbra et 100 juvéniles de Dentex dentex) seront également utilisés dans ce projet en étant également soumis à une anesthésie dans le but d’effectuer un prélèvement individuel d’un petit morceau de nageoire caudale. Chaque prélèvement génétique s’effectuera individuellement et ne durera pas plus de 30 secondes où l’animal sera hors de l’eau. Puis il sera immédiatement transféré dans un bac de réveil fortement oxygéné.
Impact sur les animaux
Aucune nuisance n’est attendue sur les animaux. Cependant, une mauvaise réaction à l’anesthésiant lors de la session de prélèvement de tissu (respiration très lente et discontinue) n’est jamais à exclure ni à négliger. Ce type de réaction entraînera l’arrêt complet de l’intervention et une aide à la ventilation (mouvements lents favorisant la circulation de l’eau sur les branchies) sera pratiquée dans une eau claire sans anesthésiant. Les réponses post-traumatiques étant maximales de 60 à 90 minutes après le traumatisme, un non-retour à un état considéré comme normal entraînera une euthanasie par balnéation (anesthésie puis transfert pour euthanasie dans une solution de Benzocaïne à 1000 ppm). La mort de l’animal sera confirmée en lien avec l’absence de mouvements operculaires.
Devenir
A l’issue de la procédure unique, les individus seront gardés en vie et retrouveront leurs bassins d’élevage au cœur de la station de production aquacole. Les géniteurs sont en effet nécessaires à la production de la station aquacole et les juvéniles seront réintégrés dans le circuit d’élevage de la plateforme à des fins de production aquacole (qui est le cœur de la station aquacole, permettant un partage de technologies à des aquaculteurs locaux). Tous les individus repartiront ainsi dans leurs bassins d’élevage dans les mêmes conditions que précédemment (température, photopériode, salinité, densité, volume d’eau, etc.)
Remplacement
Il est impossible dans le cadre de ce protocole de remplacer ces espèces par un autre modèle, l’intérêt du projet étant justement d’étudier la génétique de ces deux espèces.
Réduction
L’effectif d’individus prélevés pour la mesure de la diversité génétique sur les juvéniles (soit n=100 juvéniles par espèce) a été calculé à partir de données d’expérimentations précédentes et de la littérature pour assurer une puissance statistique de détections suffisante avec des tests statistiques adaptés. Les deux lots de géniteurs (pour rappel, issus du milieu naturel) sont tous prélevés pour comparer la diversité génétique des lots de géniteurs avec celle des populations sauvages et ainsi voir si leur diversité génétique reflète bien la diversité génétique naturelle. Ainsi pour ces analyses-ci, 100 juvéniles par espèce ainsi que les 25 géniteurs denti et les 25 géniteurs de corbs (soit 250 individus au total) semble être un effectif nécessaire et suffisant pour l’exploitation de données concernant la diversité génétique des lots d’élevage.
Raffinement
Plusieurs procédures d'anesthésie générale, d’asepsie et de prélèvements optimales ont été mises en place dans le cadre des procédures pour limiter la souffrance et le stress des animaux. Avec, notamment, un dosage anesthésique fin permettant la minimisation du stress chez tous les individus et un réveil rapide, des prélèvements dans la partie la plus fine de la nageoire caudale et une désinfection systématique entre chaque individu. La totalité des prélèvements de tissu seront effectués sous anesthésie générale. Ce prélèvement s’effectuera hors de l’eau mais ne sera pas plus long que 30 secondes. Entre chaque prélèvement, le matériel de prélèvement (ciseaux chirurgicaux) sera désinfecté (Ethanol 96% NORMAPUR) afin d’éviter toute contamination (par exemple, bactérienne) de la zone incisée de l’animal (bientraitance) et afin d’éviter toute contamination biologique (ADN) entre les différents échantillons (concernant les résultats expérimentaux).
Choix des espèces
Ces deux espèces sont des espèces emblématiques de Méditerranée et sont également considérées comme des espèces trophées, induisant une diminution de leurs stocks naturels à cause d’une surexploitation par la pêche et d’une dégradation de leurs habitats. De meilleures connaissances concernant leur génétique liée à l’élevage pourraient être utilisées dans une optique de restauration dans un but de sauvegarde de ces espèces pour la biodiversité. Les individus produits en écloserie de Dentex dentex et de Sciaena umbra sur lesquels nous ferons les prélèvements (de nageoire caudale) sont des individus au stade juvénile. Il faut savoir que les génotypes individuels ne sont en aucun cas influencés par la taille ou le stade de développement des individus. Il sera donc préférable de prélever les échantillons biologiques sur des individus au stade juvénile plutôt que sur des larves. En effet, l’anesthésie de larves est trop complexe et incertaine : cela risquerait d’engendrer un fort taux de mortalité. Le stage juvénile est, lui, un stade pour lequel les individus sont bien plus robustes à l’anesthésie. De plus, grâce à une connaissance de plus en plus conséquente de ces deux espèces par l’équipe en charge de ce futur projet, les dosages anesthésiques pour ces deux espèces et pour des petites tailles de juvéniles sont maîtrisées et n’induisent aucune mortalité. Egalement, l’analyse de la diversité génétique du lot de géniteurs de Dentex dentex et de Sciaena umbra (individus issus du milieu naturel) permettra de vérifier que ces lots de géniteurs ont une diversité génétique représentative de la diversité génétique retrouvé dans le milieu naturel pour les deux espèces. Ainsi des prélèvements génétiques seront effectués sur les 2 lots de géniteurs : des individus adultes et matures sexuellement.
Effet de la consommation d’aliments sucrés à l’adolescence et ses conséquences à l’âge adulte chez la souris
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
336 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Adolescentes, elles sont exposées à des solutions sucrées puis soumises à des tests comportementaux censés révéler des profils dépressifs ou anxieux, certaines subissant en amont une chirurgie cérébrale pour stimuler ou inhiber des structures du cerveau, avant le prélèvement du cerveau. Le porteur décrit ces tests comme sans douleur mais ne précise pas lesquels. Il affirme qu'un syndrome dépressif ne peut pas être modélisé in vitro.
Objectifs
Nos sociétés abondantes en aliments très palatables, car riches en sucre et en graisse, favorisent la prévalence de mauvaises habitudes alimentaires dès l’enfance ou l’adolescence. Ces comportements précoces peuvent affecter durablement les choix alimentaires adultes. Il a été montré que l’adolescence est une fenêtre critique de vulnérabilité au cours du développement cérébral, caractérisée par des comportements spécifiques et une sensibilité accrue aux récompenses. Des données chez le rat indiquent qu’une surconsommation de sucre pendant l’adolescence altère durablement la sensibilité et la motivation à consommer des aliments palatables (dont la qualité gustative et la texture sont agréables au palais) à l’âge adulte, et fait émerger un profil comportemental spécifique rappelant la dépression, pouvant être reversé par un antidépresseur. De même, il a été mis en évidence qu'une alimentation hautement palatable à l'adolescence pouvait altérer la maturation des circuits cérébraux du plaisir alimentaire, encore en cours de développement, modifiant ainsi durablement l’impact hédonique des aliments et impactant le comportement alimentaire à l'âge adulte. Des processus neurobiologiques affectant la perception sensorielle plaisante ou non des aliments ont ainsi pu être mis en évidence et il apparaît qu'une modification du plaisir alimentaire et de la sensibilité des systèmes de récompense pourrait être l’un des déterminants clés des dérèglements du comportement alimentaire. Ce projet consiste à vérifier chez la souris des données obtenues chez le rat afin de pouvoir aborder les substrats neurobiologiques de façon beaucoup plus précises. En effet, l'existence chez la souris (et non chez le rat) de lignées de souris génétiquement modifiées rend possible l'activation de sous-population de neurones SPECIFIQUES dans des structures SPECIFIQUES. Ces données pourront nous permettre de comprendre en quoi l’adolescence est une fenêtre critique de vulnérabilité des effets à long terme de la surconsommation de récompenses sur le fonctionnement cérébral, et par là-même sur les désordres comportementaux. Ces données seront particulièrement pertinentes au regard des épidémies d'obésité et de dépression des sociétés modernes où le sucre est largement surconsommé par les populations jeunes.
Bénéfices attendus
Notre projet vise à tester l’hypothèse selon laquelle une expérience précoce avec des aliments hautement palatables altérerait la maturation des circuits cérébraux du plaisir alimentaire encore en cours de développement et modifierait durablement l’impact hédonique des aliments. La souris est un modèle permettant d'obtenir facilement des animaux génétiquement modifiés, facilitant ainsi l'étude et l'implication de certains processus neuronaux. Si ce modèle permet de retrouver des résultats comportementaux similaires à ceux obtenus chez le rat , nous pourrons alors utiliser des souris modifiées génétiquement afin de tester l'implication du système de récompense via une approche neurobiologique. Plus précisemment nous étudierons les processus impliqués dans le système de récompense par l'utilisation d'outils viraux permettant l'activation ou l'inactivation de certaines voies neuronales d'intérêt.
Procédures
Les animaux seront exposés à des solutions sucrées durant leur adolescence (pour une durée allant de 2 à 8 semaines) avant de suivre divers tests comportementaux permettant de caractériser l'apparition de phénotypes dépressifs ou anxieux, tels que retrouvés chez l'homme. La durée des tests varie entre 5 et 30 min par jour, certains n'étant réalisé qu'une seule et unique fois. Pour certains tests, une procédure chirurgicale, n'excédant pas 1h,devra être mise en place en amont afin de pouvoir stimuler ou inhiber des structures cérébrales spécifiques, impliquées dans le traitement des récompenses.
Impact sur les animaux
L'exposition aux solutions sucrées et les différents tests comportementaux sont sans douleur sur l'animal et n'engendre pas de nuisances ou d'effets néfastes. Les procédures chirurgicales peuvent être source de douleurs post-opératoires pour lesquels des traitements anatalgiques et un suivi post-opératoire sont mis en place.
Devenir
A la fin des expérimentations tous les animaux seront euthanasiés et perfusés afin de pouvoir effectuer des mesures histologiques sur cerveaux.
Remplacement
Il n'est pas possible de modéliser ou d'utiliser des modèles in vitro permettant de reproduire certaines pathologies humaines. Les nombreuses similitudes entre les humains et les animaux en termes de développement, de symptomatologie comportementale ainsi que certaines caractéristiques neuronales et hormonales permettent de justifier l’utilisation du modèle animal rongeur comme outil dans de nombreuses études. En effet, il est impossible de modéliser ces pathologies et ces caractéristiques, et par là-même d’étudier un syndrôme dépressif, chez un modèle in vitro. Le modèle animal, et plus particulièrement le modèle rongeur, est pour cela le modèle le plus adapté.
Réduction
Afin d'obtenir des résultats statistiquement fiable, et réduire au maximum le nombre d'animaux nécessaires, nous avons pu déterminer selon notre expérience qu'un effectif de 16 animaux par groupes (16 animaux contrôle, 16 animaux exposés au sucrose) est nécessaire pour la partie comportementale et pour nos analyses statistiques (le plus couramment ANOVAs à 1, 2 ou 3 facteurs) afin de s'abstenir de la variabilité interindividuelle. Un effectif de 20 animaux par groupe est nécessaire pour la partie neurobiologique afin de tenir compte du pourcentage d'animaux pour lesquels les injections intracérébrales ne seraient pas correctes.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en cages collectives (2 souris par cage) dans un milieu enrichi (carrés de cellulose et papier ouaté) et dans des conditions optimales de température et d'humidité. La surveillance des animaux est réalisée de façon quotidienne. Toute anomalie ou souffrance évidente est signalée à l'expérimentateur et au responsable de projet qui décident de la conduite à tenir en fonction de points limites strictes. Des mesures compensatoires sont mises en oeuvre en amont afin de palier à tout problème de santé éventuel. En cas de non amélioration de l'état général de l'animal, le reponsable du projet sera averti et prendra la décision si nécessaire d'euthanasie de l'animal, ceci dans les délais les plus brefs.
Choix des espèces
Notre projet de recherche implique une expérimentation chez la souris génétiquement modifiée qui constitue pour les neurobiologistes un support indispensable à l'étude de l'organisation et du fonctionnement du système nerveux central en situation normale mais également, et surtout, en situations expérimentales ou pathologiques. L'ensemble de nos travaux considère l'animal in vivo, et met à profit différents protocoles comportementaux développés et codifiés depuis de nombreuses années chez ces espèces, et irréalisables matériellement et/ou scientifiquement sur d'autres espèces. L'organisation du cerveau de souris est proche de celle du cerveau humain. Les résultats obtenus dans ces conditions permettent de proposer des hypothèses de fonctionnement du cerveau humain dans le cadre de surconsommation de récompenses. Les animaux débuteront les expérimentations à l'âge de 26 jours, ce qui correspond à l'entrée dans la phase d'adolescence
Effets des fluctuations thermiques sur la croissance, la morphologie et le comportement de l’omble chevalier
- Conservation des espèces
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
900 ombles chevaliers vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Leurs œufs sont placés sous différents régimes de fluctuations thermiques jusqu'à l'éclosion, ce qui peut réduire leur survie, puis les larves sont filmées et anesthésiées pour des photographies morphologiques. Le porteur justifie le nombre par une mortalité anticipée pouvant atteindre 50 %. Il conclut que l'espèce n'est ni remplaçable ni substituable pour évaluer l'adaptation des salmonidés au réchauffement climatique.
Objectifs
Les salmonidés lacustres sont emblématiques de l'Amérique du Nord et de l'Europe. Ce sont des espèces qui ont une forte importance économique (pêche professionelle et amateure), patrimoniale et un fort interêt écologique de part leur position dans le réseau trophique. Néanmoins, les densités de populations ne sont pas stables. Le réchauffement climatique est l’une des principales causes pouvant expliquer ce déclin. L’objectif général de ce projet sera de quantifier les effets d'extrêmes de température apparaissant lors des premiers stades de vie. Spécifiquement, nous testerons si des extrêmes de température de courte durée (24h) et répétés influencent le développement et le phénotype des individus. L’objectif ici est de comprendre comment des fluctuations de température modifie la croissance et la mortalité larvaire, et si des modifications morphologiques et comportementales peuvent être observées. En effet, la température influence directement la physiologie, le développement et le comportement des individus, et certaines études suggèrent que certains organismes peuvent mettre en place des stratégies évolutives et plastiques afin d’y faire face. Ces analyses nous permettront d'évaluer le potentiel d'adaptation des salmonidés face au changement climatique. De façon plus spécifique, nous répondrons à ces objectifs en plaçant des oeufs de salmonidés à différents régimes de fluctuations de température chroniques (3 conditions : 4,5°C stable, augmentation à 8,5°C et 9,5°C) jusqu'à l'éclosion. Un suivi temporel sera réalisé à quatre pas de temps (750, 900, 1200 1500 degrés jour) sur le développement larvaire (croissance et mortalité) et le phénotype (morphologie et comportement).
Bénéfices attendus
Ce projet apportera des connaissances essentielles quant au potentiel d’adaptation des salmonidés face aux fluctuations thermiques. Les résultats de ce projet détermineront la pertinence d’étudier à plus large échelle l’adaptation potentielle d'individus ayant différentes histoires évolutives. Ces connaissances pourront alors avoir des répercutions opérationnelles afin de proposer une aide stratégique pour la gestion des salmonidés.
Procédures
Les animaux seront mis dans un petit aquarium afin d'être filmés (mesure comportementale, 10min). Ensuite, ils seront anésthésiés afin d'être placés sous un objectif photo et d'être pris en photo. Enfin, ils seront replacés dans leur aquarium. En outre, les fluctuations de températures auront lieu une fois par semaine de la fécondation à la naissance, cela peut induire une survie inférieure et un développement différent.
Impact sur les animaux
Les procédures de ce projet (prise de photo pour mesurer la morphologie et vidéo pour le comportement) n'impliquent qu'un leger stress du à la manipulation des animaux. Nous nous attendons à ce que ce stress se dissipe rapidement après avoir remis les individus dans leur aquarium. Enfin, les fluctuations de température mise en place lors du développement embryonnaire peuvent modifer leur développement, notamment morphologique et comportementale.
Devenir
Pour pallier au stress et souffrances potentiels dû à l’expérimentation, les individus sont mis à mort à la fin de la procédure.
Remplacement
Ce projet a pour but de comprendre les diminutions de densité dans les populations de salmonidés. L'objectif est d'évaluer les effets d’une augmentation de la variabilité thermique en milieu sauvage dans un contexte de réchauffement climatique en prenant en compte une espèce sujette à l’augmentation de la température et dont les effets sont problématiques d’un point de vue économique et écologique. En effet, cette étude permettra de comprendre la sensibilité au changement climatique d'une espèce avec une forte importance économique (pêche professionelle et amateur) et également écologique (prédateur). Le modèle poisson est pertinent pour cette étude car il répond a une problématique spécifique. De plus, chaque espèce répond différemment aux variations environnementales, ainsi il n’est pas remplaçable ni substituable.
Réduction
Cette expérimentation prévoit 3 traitements de température (2 régimes fluctuant et 1 témoin stable). L’effectif de 100 individus par répétition permet d’avoir un effectif de qualité pour avoir la quantité de matière nécessaire à nos analyses, et les 50 individus suivis dans chaque traitement permettent prendre en compte la répétabilité de la variabilité interindividuelle dans chaque traitement ainsi que la variabilité entre les séries, tout en limitant au maximum le nombre d’individus mis à mort gràce à un suivi temporel des mêmes individus (Règle des 3 R : Réduction). Au total 900 individus seront utilisés et mis à mort à la fin de l’étude : (3 traitements * 100 individus + 3 traitements *50 poissons individualisés) = 450 individus. 450*2 (50% de mortalité maximale anticipée) = 900 individus.
Raffinement
Tout au long de l’expérimentation, les structures et conditions expérimentales évolueront avec la croissance des animaux (litrage, nourriture, lumière). Les aquariums disposeront d’un couvercle afin de limiter le stress dû à la lumière. Les animaux seront visités 3 à 4 fois par jours, y compris le week-end. Avant les mesures morphologiques, les individus seront anesthésiés afin de limiter le stress due à la manipulation. Lors des mesures comportementales, une cachette sera disposée dans l'aquarium de test afin de limiter le stress. Enfin, aucune intervention chirurgicale n’est prévue, ainsi les mesures comportementales et morphologiques ne seront pas invasives pour les animaux.
Choix des espèces
Les salmonidés sont en déclin depuis plusieurs décennies, ayant des conséquences économiques, sans que les raisons de ces pertes d’effectifs ne soient complètement comprises. Bien que le réchauffement climatique soit l’une des causes de ce déclin, l’un des facteurs largement sous considéré est l’apparition de phénomène bref et intense de température. Ce projet apportera des connaissances essentielles quant au potentiel d’adaptation des salmonidés face aux fluctuations thermiques. Les résultats de ce projet détermineront la pertinence d’étudier à plus large échelle l’adaptation potentielle des organismes avec différentes origines. Ces connaissances pourront alors avoir des répercutions opérationnelles afin de proposer une aide stratégique pour la conservation des salmonidés. Nous utiliserons des poissons au stade embryonnaire, larvaire et jusqu’au stade juvénile. Ces premiers stades de vie devraient présenter des phénotypes différents selon les traitements des fluctuations de température subit durant le développement embryonnaire.
Etude sur la résistance de câbles de télécommunication, diélectriques à fibres optiques, aux attaques de rongeurs.
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
48 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures déclarées de gravité légère. Après une phase d'observation, ils sont privés de nourriture pendant 72 heures, l'accès à la mangeoire étant bloqué par des câbles qu'ils doivent ronger pour manger, afin de tester la résistance de gaines de fibre optique aux rongeurs. Le porteur signale un possible amaigrissement et l'ingestion de fragments de plastique, et justifie la mise à mort par l'absence de recul sur ces matériaux confidentiels. Il décrit une commande d'un opérateur télécom, sans autre méthode que la mise en situation avec l'espèce cible.
Objectifs
La justification du projet découle du fait que, placés dans un milieu naturel, les câbles à fibres optiques doivent être résistants aux attaques des rongeurs, en particulier celles des rats. Pour y remédier, les fournisseurs de câbles doivent développer des solutions dites « anti-rongeurs » et prouver leur efficacité par la mise en œuvre d’essais tels que ceux décrits dans ce projet. En effet, une mise en situation avec l’espèce cible est la plus adaptée pour tester la résistance dans des conditions proches des conditions réelles. De manière générale, les câbles optiques sont attaqués de préférence par rapport aux conducteurs d´énergie, par raison de leur manque de danger pour ces animaux. Il a d’ailleurs été démontré que le rat peut dans certaines conditions s’attaquer aux câbles à fibres optiques, notamment lorsque ces derniers sont placés comme un obstacle sur la trajectoire de son déplacement habituel, ou s’il lui obstrue l’accès à un point de nourriture. L’objectif de ce projet est de tester des conceptions de câbles qui ont fait l'objet d'innovation technique afin de renforcer les matériaux qui recouvrent les fibres optiques. Ce projet a également pour objectif de compléter des résultats issus d’une précédente étude réalisée en 2021 au cours de laquelle 3 conceptions de câble ont été testées individuellement en soumettant les rats à une motivation alimentaire : les câbles obtruaient l’accès à la nourriture et les rats devaient ronger le câble pour se frayer un chemin. Les résultats n’étant pas concluants, des propositions ont été faites afin d’optimiser l’exploitation des résultats. Ainsi, il a été proposé de tester les câbles en les présentant par 2 aux rats afin d’identifier celui qui est le plus résistant vis-à-vis de l’attaque des rongeurs. En plus de l’expérimentation au cours de laquelle les rats sont soumis à une motivation alimentaire, une expérimentation supplémentaire est proposée pour vérifier si les rats ont une préférence naturelle pour l’un ou l’autre câble : les 2 câbles sont posés dans la litière et seront accessibles pour les rats (pour jouer, ronger…) qui auront accès librement à la nourriture et la boisson.
Bénéfices attendus
Les installations des bâtiments comme les câblages optiques subissent régulièrement les agressions des rongeurs tels que les rats. Ces dégradations vont jusqu’à rendre inopérant le fonctionnement des réseaux optiques de l’opérateur téléphonique et peuvent non seulement générer des impacts économiques importants mais aussi fortement pénaliser la sécurité des biens et des personnes. D’un point de vue développement de l’innovation, si une des 2 conceptions testées permet de protéger efficacement l’attaque des rongeurs, elle sera déployée plus largement au niveau national à d’autres opérateurs téléphoniques. Afin d’approfondir les résultats, ce projet a été construit en tenant compte des données et observations de l’étude précédente. En effet, dans ce projet, les rats seront exposés non pas à 1 câble mais à 2 câbles simultanément. Une partie de ce projet s’intéresse également au comportement des rats vis-à-vis des câbles dans un contexte où ils ne sont pas soumis à une quelconque motivation alimentaire. Ainsi ,lors de l’expérimenation 1, les 2 câbles sont présentés aux rats mais sans les empêcher d’accéder à la nourriture. Les rats auront accès librement à la nourriture et l’objectif est de voir s’ils s’attaquent aux câbles pour d’autres besoins (jouer / ronger).
Procédures
Tous les animaux du projet (48 rats) seront soumis à 2 expérimentations successives. La première expérimentation a pour objectif d’observer leur comportement en présence des 2 câbles posés dans la litière. Aucune intervention sera réalisée sur les animaux au cours de ces 28 jours d’expérimentation. Au cours de la 2ème expérimentation, les rats seront mis à jeûn pendant une période de 72 heures. Les seules interventions seront des pesées quotidiennes afin de suivre l'évolution de la chute de poids.
Impact sur les animaux
Lors de l’expérimentation 1, les seuls effets indésirables pourraient être liés à l’absorption de matières plastiques lorsque les rats rongeront les câbles. Lors de l’expérimentation 2, les effets indésirables seraint une perte de poids si un des câbles n'était pas rompu rapidement. En effet, afin d'inciter les rats à ronger un des câbles, les échantillons de câble seront fixés de manière à empêcher l'accès à la mangeoire. Les rongeurs doivent donc se frayer un passage en sectionnant un des câbles obstructeurs. Les câbles seront placés pendant une période de 72 heures au cours de laquelle les rats seront à jeûn. Des pesées seront réalisées quotidiennement afin de suivre l’évolution de cette perte de poids et mettre fin à la période de jeûne si un animal atteint le poids limite, c'est à dire une chute de 15% par rapport à son poids initial. A titre d’information, lors de l’étude de 2021, la chute de poids moyenne était de 10% après 48 heures de mise à jeun.
Devenir
A l'issue des expérimentations impliquant une procédure légère, les animaux (au nombre de 48) seront mis à mort. Deux raisons justifient cette décision prise en accord avec les chargés d’étude et la vétérinaire référente de l’unité expérimentale PFIE : 1) Chaque rat aura été utilisé 2 fois au cours du projet (pour les 2 expérimentations). Une des conceptions de câbles a été conçue avec des matériaux innovants (compositions protégées par un accord de confidentialité). Il n’est pas exclu que des microparticules ou de petits fragments soient ingérés par les animaux au moment de la dégradation des câbles. Nous n’avons à ce jour aucun recul pour évaluer la toxicité de ces microparticules à la fois vis-à-vis de la santé des rats mais aussi sur le rejet dans l’environnement de particules potentiellement polluantes. 2) Ces animaux seront hébergés dans une zone expérimentale en confinement dans laquelle des agents pathogènes zoonotiques de classe 2 et 3 sont manipulés. Même si les conditions de confinement sont rigoureusement respectées et contrôlées, nous préférons prendre le maximum de précautions pour nous prémunir de la moindre suspicion quant à nos pratiques à l’égard des personnes qui accueilleraient ces animaux.
Remplacement
Il n’existe pas de méthode alternative pour évaluer la résistance des câbles à l’attaque des rongeurs. Une mise en situation avec l’espèce cible est la plus adaptée pour tester la résistance dans des conditions proches des conditions réelles. Les conceptions de câbles testés ont été préalablement soumis à (1) des tests dimensionnels pour vérifier que les composants sont en quantité suffisante pour assurer leur rôle de protection, (2) tests mécaniques pour garantir que le câble reste fonctionnel après être contraint mécaniquement lors de la pose et pendant sa vie, (3) essais d’environnement permettant de tester leur étanchéité, leur résistance à la température…
Réduction
Avec l’accord du partenaire, il a été convenu de réutiliser les mêmes rats pour les 2 expérimentations. Si une répétition se révélait nécessaire pour confirmer les résultats. Les mêmes rats seraient utilisés après une période de repos pour qu’ils retrouvent leur poids initial. Ainsi la conception de ce projet permet de réduire de moitié le nombre d’animaux (48 au lieu de 96). En s’appuyant sur les résultats de la précédente étude, ces effectifs et répétitions sont suffisants pour déterminer qu’un des câbles est plus résistant que l’autre avec une différence de 1.5 dans la notation moyenne des dégradations (sur une échelle de 0 à 8). Les moyennes seront comparées grâce à un test non paramétrique (Wilcoxon). La puissance du test a été estimée à 81 % avec un risque de 0.05 (utilisation du logiciel GPower 3.1).
Raffinement
Les animaux seront hébergés par groupe de 4 dans des cages adaptées, dans des conditions environnementales (température et éclairage) contrôlées. Deux visites quotidiennes seront réalisées afin de surveiller l’état de santé des animaux et l’apparition des signes cliniques (prostration, absence de toilettage, diarrhée, amaigrissement). Lors de l'expérimentation 1, des friandises (pétale de maïs, pop corn, raisin sec, morceaux de noix…) seront proposées 2 à 3 fois par semaine aux animaux. Lors de l’expérimentation 2, les animaux seront pesés chaque jour afin de surveiller l’évolution de la chute de poids liée au jeûne. Une chute de poids de 15% conduira à l’arrêt immédiat de l’expérimentation pour la cage entière : les câbles seront immédiatement retirés afin que les animaux accèdent à la nourriture.
Choix des espèces
Cette justification se trouve dans le cahier des charges du client qui spécifie que les câbles sont soumis aux attaques des rats. Une mise en situation avec l’espèce cible permet de tester la résistance dans des conditions proches des conditions réelles Le choix de la souche Long-Evans réside dans le fait que cette dernière est la plus active en termes de dégradations observées lors de précédents essais. Adultes avec un poids d’au moins 200 g (spécification requise par le client)
Motivation pour la nourriture chez la souris : analyses comportementales et moléculaires
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Pour mesurer la motivation de souris à obtenir de la nourriture ou du sucre, et l'effet d'une surconsommation de sucre sur cette motivation, 288 souris vont être utilisées, 96 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et 192 un niveau modéré. Isolées en cage individuelle, elles sont rationnées jusqu'à 45 jours pour maintenir leur poids à 90 % de leur poids de départ, le temps d'apprendre une tâche opérante que le résumé qualifie de "protocole classique" sans la décrire. Selon les groupes, elles ont aussi le choix entre eau et sucre 4 ou 24 heures par jour, pendant deux ou huit semaines. Toutes sont tuées par dislocation cervicale ou par perfusion pour analyser leurs tissus, dont le cerveau, et le porteur affirme ne pouvoir recourir à rien d'autre qu'à "l'animal entier".
Objectifs
Dans les pays développés, la consommation alimentaire est motivée par le plaisir plus que par le besoin de se nourrir. De ce fait, des dérives sont observées dans les comportements alimentaires, notamment une consommation excessive de nourriture appétissante peut devenir préoccupante puisque plusieurs pathologies y sont liées, comme l’obésité. Cependant, les adaptations comportementales et cérébrales associées à ces troubles de l’alimentation ne sont pas encore bien caractérisées. Ce programme de recherche vise à étudier la relation entre les prises excessives de nourriture appétissante et la motivation. En particulier, un protocole classique de mesure de la motivation chez la souris est utilisé pour de la nourriture normale ou de la nourriture appétissante comme le sucre. Les profils d’acquisition de la tâche seront comparés entre mâles et femelles. Ensuite, les effets d’une consommation excessive de sucre sur cette motivation seront évalués. Enfin, les changements d’expression de gènes et de protéines dans le cerveau seront étudiés pour mieux comprendre les mécanismes sous-jacents
Bénéfices attendus
En identifiant les mécanismes physiologiques, notre recherche permettra d’améliorer la compréhension des mécanismes centraux impliqués dans les troubles alimentaires. Nous observerons notamment si des différences motivationnelles intersexuelles existent. Ce projet servira egalement de base à un futur projet visant à evaluer les alterations moleculaires associées aux troubles alimentaires
Procédures
Exposition au sucre pour l’apprentissage de la tâche au maximum 45j, avec une session de 45 min par jour maximum selon les conditions testées. Une privation de nourriture avec le maintien du poids à 90% du poids de départ sera effectuée pendant la durée de l’expérience (45 j max). Consommation excessive de saccharose : les animaux ont le choix entre de l’eau et du sucre tous les jours, pendant 4h ou 24h selon le groupe expérimental, pendant 2 ou 8 semaines, selon les résultats.
Impact sur les animaux
L’isolement des animaux permettant la mesure individuelle de consommations de liquide et de nourriture peut être une source de stress ou d’anxiété pour les animaux. Une perte de poids est attendue avec la restriction alimentaire mise en place la veille du paradigme opérant, elle sera contrôlée quotidiennement pour ne pas excéder 90% du poids de départ.
Devenir
Les animaux sont tous mis à mort par dislocation cervicale ou perfusion pour prélèvements de tissus et analyses moléculaires .
Remplacement
Dans la mesure où nos travaux portent sur la caractérisation comportementale et moléculaire d’une consommation excessive d’aliment ou de la motivation pour ces aliments, il n’est pas possible de recourir à un autre type de modèle d’étude qu’à celui de l’animal entier
Réduction
Nous avons réduit au strict nécessaire le nombre d’animaux pour permettre des analyses statistiques avec les mêmes cohortes utilisées pour l analyse comportementale et l’analyse moléculaire. Les expériences seront menées sur les deux sexes.
Raffinement
La surveillance des animaux est journalière (observation visuelle, suivi de l’aspect général et de la posture) et une pesée au minimum 2x/semaine est réalisée lors du suivi des consommations (nourriture/sucre/eau), permettant de s’assurer du bien-être des souris. Les souris ont toujours accès à de l’eau, Pour le paradigme opérant, les souris sont mises en restriction alimentaire afin de maintenir les animaux à 90% du poids initial pendant la durée de l’expérience. Le poids des animaux est monitoré tous les jours et la quantité de nourriture ajustée en fonction .Un suivi spécifique à chaque procédure avec des points limites adaptés sera mis en place pour éviter toute souffrance éventuelle. De plus, les animaux sont isolés dans des cages enrichies et en cages ouvertes ce qui permet les contacts olfactifs entre congénères et permet aux animaux de communiquer entre eux ce qui concourt à limiter l’impact du stress d’isolement
Choix des espèces
Le modèle rongeur représente une alternative de choix pour la modélisation préclinique des troubles alimentaires. Sur un plan évolutif, les rongeurs, appartiennent au clade des mammifères le plus proche de celui des Primates. Nous choisissons de travailler avec la souris car nous pourrons ensuite étudier le rôle de gènes précis dans les adaptations observées, en utilisant des modèles de souris génétiquement modifiées Souris jeunes adultes (8 semaines en début de procédure). Le jeune adulte correspond à la période de vie de vulnérabilité accrue chez l’Homme vis-à-vis des troubles alimentaires
Role des cellules dendritiques dans les infections virales locales et systémiques
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système respiratoire
5046 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance allant de léger à sévère, 860 d'entre elles en gravité sévère. Elles sont infectées par trois virus, un cytomégalovirus, un virus de la chorioméningite et un virus de la grippe, administrés par voie intrapéritonéale, intraveineuse ou nasale, pour étudier le rôle d'un type de cellule immunitaire dans la défense antivirale. Le porteur indique surveiller la perte de poids et euthanasier les souris atteignant un point limite. Il affirme que la mesure de la réponse immunitaire "nécessite" un organisme vivant et complet, et que la souris est le modèle "le mieux approprié" du fait de sa génétique.
Objectifs
Le système immunitaire protège l’hôte contre les infections microbiennes. Les cellules dendritiques (DC) appartiennent au système immunitaire et agissent comme sentinelles du système immunitaire Lorsqu’un pathogène est détecté, elles transmettent des signaux qui initient et orchestrent les réponses immunitaires. Les DC se divisent en conventionnelles (cDC) et plasmacytoïdes (pDC). Les cDC agissent principalement comme présentatrices d’antigènes aux lymphocytes T, qui à leur tour contrôlent l’infection et génèrent des cellules ayant mémoire du pathogène. Les pDC sont la principale source de molécules, dites Interférons (IFN), produites au cours des infections virales. Presque toutes les cellules du corps répondent aux IFN en produisant des molécules capables de bloquer les différentes phases du cycle virale (immunité intrinsèque). De plus, la réponse aux IFN est indispensable pour activer les cellules des systèmes immunitaires inné et adaptatif. Les pDC sont ainsi considérées clef dans l’immunité antivirale. Notre hypothèse est que les pDC exercent des fonctions différentes selon le type de virus et/ou d’infection qu’il engendre. Après infection, la réplication du virus peut rester limitée à l’organe d’entrée (infection locale) ou s’étendre à tout l’organisme (infection systémique). Généralement, les virus sont éliminés par l’hôte, mais, parfois, ils persistent sous forme latente ou génèrent une infection chronique. Notre objectif principal est de déterminer quelles fonctions exercent les pDC dans ces différents types d’infection. Nous étudierons la localisation et l’état d’activation des pDC présentes dans les tissus infectés dans les souris pDC-Tomato, qui permettent d’identifier spécifiquement les pDC par fluorescence. Ensuite, nous évaluerons l’impact de la perte des pDC au cours de l’infection en utilisant les souris pDC-less, qui ont un déficit sélectif en pDC. Nous infecterons nos modèles murins avec les trois virus suivants: le cytomégalovirus murin (MCMV), le virus de la chorioméningite lymphocytaire (LCMV) et la souche A du virus de la grippe (IAV). IAV induit une infection locale restreinte au système respiratoire, alors que MCMV et le LCMV induisent des infections systémiques. Le MCMV persiste dans l’hôte, mais sous forme latente. En revanche, LCMV est éliminé par l’hôte, sauf dans le cas de certaines souches qui établissent des infections chroniques.
Bénéfices attendus
Nos travaux vont certainement contribuer à accroitre nos connaissances concernant les fonctions des pDC dans l’immunité anti-virale. L’identification des mécanismes moléculaires qui instruisent les différentes fonctions des pDC murines ouvriront des perspectives de nouveaux traitements pharmacologiques visant à inhiber ou promouvoir l’activation des pDC humaines selon les différents contextes pathologiques. Nous pourrons étendre nos études à l’homme car nous avons développé dans notre laboratoire des cultures de pDC humaines dérivées de précurseurs hématopoïétiques du sang de cordon. Nous pouvons ainsi étudier dans ces pDC les conséquences fonctionnelles de la perte d’expression d’un gène candidat grâce à des technologies d’ingénierie génétique. Nous déterminerons si les mécanismes moléculaires identifiés chez la souris sont conservés dans les pDC humaines et, si oui, quel est l’impact de leur inactivation.
Procédures
Les animaux ne seront pas soumis à des procédures chirurgicales. L'infection systémique par MCMV sera effectuée par voie intraperitoneales sur des souris vigiles. Cette infection dure une minute/souris. Les infections LCMV clone Armstrong et IAV seront effectuées par voie intranasale sur des animaux anesthésiés au préalable avec un mélange de kétamine/xylasine (injection intraperitonéale). L'infection par voie intranasale dure 1 minute/souris et les souris se réveillent 30 minutes après l'injection de l'anesthésie. L'infection LCMV clone 13 sera effectuée par voie intraveineuse sur des souris anesthésiées avec de l'isofluorane. L'infection par voie intraveineuse dure 1 minute/souris, le traitement par anesthesie dure 5 minutes/souris. Dans certaines expériences nous prélèverons le sérum des souris infectées. Cela sera effectué une seule fois par prélèvement retrorbitale et sur animaux anesthésiés avec isoflurane. L'anesthésie plus le prélèvement durent en totalité 5 minutes. Le volume de sang prélevé sera de maximum 200µl.
Impact sur les animaux
Nous surveillerons différents paramètres, comme la perte de poids, la douleur, le stress, l’inactivité, une mobilité réduite, ainsi que tout comportement anormal, induits dans toutes les procédures sévères de notre projet. Nous définirons une grille de score spécifique à chaque modèle d’infection et nous surveillerons quotidiennement les souris infectées. Lorsque les souris auront atteint un score correspondant à un point limite nous procéderons à l’euthanasie immédiate des souris souffrantes.
Devenir
Mise a mort de tous les animaux
Remplacement
Ce projet nécessite la mesure de différents paramètres de la réponse immunitaire au cours des différents modèles d’infections virales in vivo. Ainsi, l’intégration d’un système vivant et complet est indispensable. La physiopathologie de la souris est suffisamment proche de celle de l’homme pour que son étude nous permette d’accroître nos connaissances sur le fonctionnement du système immunitaire chez l’homme. Par ailleurs, la taille, la rapidité du cycle de reproduction et la génétique de la souris en font le modèle le mieux approprié pour les études envisagées pour lesquelles des animaux génétiquement modifiés sont nécessaires. Ainsi le modèle murin est un modèle de choix pour notre étude.
Réduction
Nous utiliserons 5046 souris pour mener à bien cette étude. Tous ces animaux seront sous fond génétique homogène C57BL/6J pour nous permettre de réduire le nombre d’animaux utilisés en évitant au maximum les variabilités interindividuelles des animaux sous fonds génétiques mixtes. Ainsi, chaque expérience devrait pouvoir être répétée indépendamment deux fois, avec 4-5 animaux par groupe, minimum requis pour s’assurer de la bonne reproductibilité des résultats.
Raffinement
Pour limiter le stress des animaux, les souris seront élevées dans des animaleries conventionnelles exemptes d'organisme pathogène spécifique (EOPS). La température, l’hygrométrie et la photopériode sont contrôlées et régulées. Un animal bénéficiera d’au moins 100 cm2 de surface. Les animaux seront gardés tant que possible en groupes sociaux stables formés d’individus compatibles. Ils disposeront de matériel pour confectionner des nids et des dômes protecteurs, notamment pour les animaux placés en hauteur car trop exposés à la lumière. Pour les animaux affaiblis, l’accès à la nourriture et à l’eau sera favorisé. Les points limites ont été définis dans chaque procédure et des grilles de score spécifiques à chaque modèle d'infection seront utilisées pour le suivi des souris infectées. Sur la base de ces points limites un système de scoring de la douleur sera scrupuleusement appliqué pour évaluer les signes de souffrance relatifs à l’expérimentation en cours, et les animaux atteignant les points limites définis seront immédiatement euthanasiés.
Choix des espèces
La physiopathologie de la souris est suffisamment proche de celle de l’homme pour que son étude nous permette d’accroître nos connaissances sur le fonctionnement du système immunitaire des 2 espèces. Nous avons maintenant formellement établi ce point en ce qui concerne l’étude des sous-populations de cellules dendritiques. Par ailleurs, la taille, la rapidité du cycle de reproduction et la génétique de la souris en font le modèle le mieux approprié pour les études envisagées pour lesquelles des animaux génétiquement modifiés sont nécessaires. Nous utiliserons des souris adultes dont le système immunitaire est mature. Elles auront entre 6 et 12 semaines. Dans le cas spécifique de chimères de moelle osseuse appellées « shield » nous utiliserons des souris agées de 4 semaines au moment de la reconstitution (voir procédure 1).
Rôle de Rdh10 dans le contrôle des fonctions du système nerveux
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système nerveux
24 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées pour être déficientes en vitamine A active, elles subissent une série de tests comportementaux moteurs et cognitifs, des examens de la rétine sous anesthésie et des injections répétées d'un marqueur, avant une mise à mort par dislocation cervicale ou perfusion intracardiaque pour prélever le cerveau. Le porteur indique vouloir caractériser les conséquences de cette déficience sur le système nerveux et la vision. Il affirme que le modèle murin "n'est pas remplaçable" et reste "indispensable", les modèles cellulaires ne reflétant pas selon lui la diversité des mécanismes in vivo.
Objectifs
La vitamine A et ses formes actives jouent des rôles très importants au cours du développement et dans la physiologie de divers organes. Ces molécules sont les ligands de certains récepteurs nucléaires qui contrôlent l’expression de gènes. Si les fonctions développementales de la vitamine A et de ses récepteurs sont bien caractérisées, les fonctions aux stades adultes restent encore mal connues. Ceci s’explique par le fait que des modèles murins génétiquement modifiés pour étudier la fonction de la vitamine A ne sont pas compatibles avec la survie de l’embryon. La solution trouvée pour palier à ce problème a été de produire un modèle murin génétiquement modifié, déficient en certaines formes actives de la vitamine A, mais supplémenté en celles-ci via l’alimentation maternelle, afin d’obtenir des embryons viables. Ces mutants ainsi obtenus pourront être analysés à l’âge adulte pour caractériser les défauts fonctionnels résultant d’une déficience en vitamine A. L’objectif de ce projet est de caractériser les conséquences liées à un déficit de la forme active de vitamine A : (1) au niveau du système nerveux central, en effectuant un ensemble de tests comportementaux pour analyser les fonctions motrices et cognitives ; (2) au niveau de la vision (les déficits visuels étant la première caractéristique de la déficience en vitamine A chez l’humain) par des analyses des performances visuelles; (3) après complétion des tests, les cerveaux des animaux seront utilisés pour des analyses moléculaires supplémentaires afin de déterminer si le déficit en vitamine A affecte la prolifération cellulaire, et d’analyser ses gènes cibles potentiels.
Bénéfices attendus
Des déficiences dans le métabolisme de la vitamine A se caractérisent chez l’Homme par des troubles de la vision. La vitamine A est obtenue dans l’organisme sous forme bioactive par une enzyme spécifique. Ces formes bioactives de la vitamine A sont ensuite capables de se lier à différents récepteurs pour réguler l’expression de gènes. Différents modèles murins spécifiquement mutants pour ces récepteurs ont été conçus mais ceux-ci ne permettent pas d’étudier les conséquences d’une déficience en vitamine A, contrairement à notre nouveau modèle murin. Celui-ci est déficient en l’enzyme spécifique permettant d’obtenir la vitamine A, privant l’animal de la forme bioactive de la vitamine A. Ainsi, grâce à des études comportementales et visuelles et des analyses moléculaires, les conséquences de cette déficience seront comparées aux différents modèles murins mutés pour les récepteurs de la vitamine A. Ce projet permettra pour la première fois de décrire précisément les conséquences comportementales et visuelles de souris déficientes en formes actives de la vitamine A. Des mutations de certains récepteurs de la vitamine A, avaient déjà été décrites chez l’Humain mais pas entièrement caractérisées, d’où l’intérêt de ce projet pour compléter les connaissances déjà acquises jusqu’ici. Des influences environnementales, notamment nutritionnelles, vont vraisemblablement impacter la santé des individus atteints. C’est pourquoi il est important de disposer de modèles mammifères permettant de reproduire ces anomalies, afin d’en tirer les bénéfices applicables à la santé humaine par la suite. En effet, ils permettent de caractériser les conséquences fonctionnelles et pathologiques, et de les traiter par des stratégies (nutritionnelles, pharmacologiques …) pouvant aussi être mises en œuvre chez les patients humains.
Procédures
Ici, nous voulons étudier les conséquences de la déficience en vitamine A sur le cerveau et les fonctions visuelles. Pour cela, nous réaliserons divers tests comportementaux cognitifs et moteurs sur l’ensemble des animaux utilisés ici (n=24, 12 contrôles ; 12 mutants). Ensuite, la moitié des animaux (n=12) recevront une anesthésie générale par voie respiratoire (pendant 5min) afin de visualiser la rétine et ses potentiels défauts (par observation du fond de l’œil par exemple) chez le mutant. Une semaine après, une seconde expérience sous anesthésie générale par injection dans l’abdomen d’anesthésique et d’analgésique (5sec) sera réalisée pour évaluer la réactivité de la rétine à des flashs lumineux. Enfin, pour caractériser l’effet moléculaire de la déficience en vitamine A, nous procéderons à la mise à mort de l’animal pour ensuite prélever le cerveau et réaliser des analyses moléculaires. Pour déterminer l’effet cellulaire généré par la mutation de l’enzyme spécifique, nous injecterons un produit chimique dans l’abdomen de l’autre moitié des animaux (n=12) pour marquer les cellules en croissance 2 fois par jour (matin et soir) pendant 3 jours pour augmenter le signal du marquage. A l’issue de la dernière injection, les animaux seront anesthésiés généralement et recevront une perfusion intracardiaque afin de fixer les tissus et de prélever le cerveau pour réaliser des analyses immuno-histochimiques. Aucun animal n’est maintenu en vie au cours de ces expériences car nous préleverons le cerveau pour réaliser des analyses moléculaires et immuno-histochimiques.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables ne dépasseront pas la douleur occasionnée par l’introduction d’une aiguille dans l’abdomen de l’animal pour les injections intra-péritonéales. En effet, les tests comportementaux à effectuer ne sont pas sujets à causer la moindre souffrance, et les analyses rétiniennes sont réalisées sous anesthésie générale sans endommager les yeux.
Devenir
Les animaux seront mis à mort de deux manières différentes : d’une part par dislocation cervicale qui permettent de prélever tous les organes nécéssaires pour les analyses moléculaires. D’autre part, une mise à mort par perfusion intracardiaque sera effectuée pour la réalisation de marquages immuno-histochimiques qui nécéssitent une fixation complète et homogène de l’échantillon prélévé.
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 fonctions cérébrales. Il permet de même les investigations des fonctions visuelles dans le modèle le plus proche de l’Homme. En effet, la complexité biologique des signalisations par la voie rétinoïde ne permet par de remplacer les animaux par des modèles, par exemple cellulaires, parce qu’ils ne reflètent pas la diversité des mécanismes biologiques in vivo.
Réduction
Afin de REDUIRE au maximum le nombre d’animaux utilisés, le nombre d'animaux utilisés (groupes de 12, 6 expérimentaux, 6 témoins) 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, chez des souris de fond génétique mixte 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 sera recherchée par application d’un test two-way ANOVA, suivi de tests post-hoc. Il a été vérifié préalablement que la distribution des valeurs est normale avec ce type de test. La seule variable incompressible est le nombre de femelles gestantes qui permettra d’obtenir, dans les portées, le nombre de mutants requis pour les procédures. Dans l’optique de réduction, un nombre limité d’accouplements
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. Elles consistent uniquement en des études comportementales, dans une plateforme phénotypique à la pointe de l’art (Institut Clinique de la Souris), effectuées en conditions standard sans aucune administration, par exemple, de composés pharmacologiques.
Choix des espèces
Pour étudier le rôle de la vitamine A et les conséquences physiopathologiques de sa dysfonction, la souris est un modèle optimal du fait de la similitude des génomes murin et humain, des grandes fonctions physiologiques, de l’existence de tests fonctionnels validés pour ce modèle, et de la possibilité de mettre en œuvre des approches préventives (nutritionnelles) ou thérapeutiques qui pourront être ensuite transposées vers l’Humain. Chez l’humain les déficiences en vitamine A se caractérisent par des troubles de la vision. Afin de mieux caractériser le rôle de la vitamine A dans ces troubles, nous utiliserons des animaux adultes (10 semaines).
Étude des vocalisations ultrasonores chez la souris rayée africaine (Rhabdomys pumilio)
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
120 souris rayées africaines vont être utilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, pour étudier leurs vocalisations ultrasonores. La seule procédure décrite est la pose d'une puce RFID sous anesthésie, les animaux étant ensuite réutilisés dans d'autres expériences du laboratoire. Le porteur indique qu'une complication d'anesthésie ou une gêne liée à la puce peut survenir, et qu'un animal en mauvais état serait sorti des essais puis mis à mort. Il présente cette espèce sauvage, issue d'individus capturés en 2016, comme un modèle de communication rapproché de l'homme et de troubles comme l'autisme.
Objectifs
Le projet a pour but l’étude de la communication sociale ultrasonore chez la souris rayée africaine. Les souris représentent le modèle de laboratoire le plus important pour l'exploration des mécanismes de la communication humaine et les troubles associés car 1) leurs vocalisations sont innées, ce qui font des souris un modèle pertinent pour étudier les bases génétiques de la communication vocale, 2) c’est un modèle animal qui peut être manipulé génétiquement en laboratoire. Plus précisément, les souris sont utilisées pour mieux comprendre les circuits sous-jacents à la production et au traitement normaux de la voix, et on pense que ces recherches peuvent faire la lumière sur la base génétique des troubles de la communication, comme par exemple les troubles du spectre autistique. Toutefois, une question cruciale doit être abordée pour accroître l'utilité de ces études : quel rôle réel joue les vocalisations ultrasonores des souris dans leur communication sociale ? En effet, on ne comprend pas encore comment les vocalisations des souris signalent différentes informations dans différents contextes sociaux. En raison de la difficulté d'attribuer les vocalisations à leurs émetteurs, la simple contribution vocale de chaque individu lors des interactions sociales n'a pas encore été correctement examinée. Il est donc essentiel de développer une approche combinée d'analyses acoustiques et d'analyses comportementales pour accélérer la compréhension des mécanismes évolutifs, génétiques et neuronaux qui sous-tendent la communication vocale et les troubles de la parole et du langage.
Bénéfices attendus
Le projet a pour but une meilleure compréhension de la communication ultrasonore à l ‘échelle familiale dans un premier temps, et populationnelle dans un second temps. Grâce à des analyses de comportements en conditions contrôlées (système « Live Mouse Tracker ») couplées à celles des vocalisations, la communication sociale ultrasonore spontanée au sein du réseau social familial sera caractérisée chez la souris rayée africaine R. pumilio. L ‘acquisition de ces connaissances fines en laboratoire ménera à une étude sur le terrain en conditions sauvages en collaboration avec le directeur de la station de recherche qui offre l ‘accès à une population suivie depuis plus de deux décénnies et dont les territoires sont identifiés. Ce travail permettra d’acquérir des connaissances sur la communication au sein de systèmes sociaux complexes (soins biparentaux et élevage coopératif inter générationnel) avec des interactions plurielles, où les indivdus qui interagissent diffèrent à plusieurs niveaux (âge, sexe, statut hiérarchique, statut reproducteur…). Nous pourrons évaluer l’impact de la captivité sur le repertoire vocal et les comportements sociaux associés. Dans une autre mesure, ce projet va aussi permettre une comparaison du système de communication vocale d’un modèle animal dit de ‘laboratoire’ (Mus musculus) depuis de nombreuses générations avec celui de la souris rayée (modèle « sauvage »).
Procédures
Les animaux seront soumis à un puçage avec une puce RFID.
Impact sur les animaux
Les animaux étant soumis à un puçage sous anesthésie, des complications dues à l’anesthésie peuvent survenir. L’observation et les expérimentations ayant lieu dans un environnement nouveau (le système Live Mouse Tracker), une habituation sera nécessaire pour éviter un trop haut niveau de stress. Enfin l’injection d’une puce peut entraîner une gêne chez les animaux.
Devenir
Les animaux seront réutilisés dans le cadre d'expérimentations au laboratoire ENES.
Remplacement
L’objectif du projet étant de travailler sur la communication de la souris rayée africaine, l’utilisation d’animaux vivants est nécessaire pour travailler sur des interactions entre individus et sur leurs vocalisations lors de ces interactions.
Réduction
Nous avons choisi un nombre d’animaux permettant d’obtenir un effectif décent pour réaliser des statistiques, et qui permettra aussi de conserver une diversité génétique au sein de notre population afin d’éviter la consanguinité et les problèmes qui peuvent y être liés. Le nombre d’animaux est réduit en utilisant un maximum les individus, que nous allons tester sur plusieurs expérimentations.
Raffinement
Les animaux seront surveillés continuellement à l’aide de caméras de surveillance. A la suite du puçage, la surveillance sera accrue avec des visites plus fréquentes (plusieurs fois par jour). Si un animal présente des signes tels que l’isolement dans un coin de cage, une perte de poids, un hérissement des poils ou des blessures (dues à des agressions inter-individuelles ou auto-infligées), il sera sorti des expérimentations temporairement (si amélioration de l’état) ou définitivement et il sera alors mis à mort suivant les procédures approuvées.
Choix des espèces
L’objectif est de travailler sur une espèce de mammifère présentant un système social complexe. La souris rayée africaine est un modèle qui correspond. De plus, les individus descendent d’une population d’individus capturés en 2016 : on peut encore s’attendre à avoir une communication et un comportement « sauvage », ou du moins peu altéré par le maintient en captivité. L’étude en laboratoire sera suivie par une expérimentation sur le terrrain, ce qui explique aussi le choix d’une espèce sauvage telle que la souris rayée africaine (Rhabdomys pumilio). Les animaux seront utilisés à partir du moment où ils sont sevrés (soit entre 21 et 28 jours), permettant ainsi d’avoir une des animaux autonomes lors des expérimentations. Différents stades seront ensuite étudiés : jeune récemment sevré, adulte nullipare, adulte primipare.
Expérimentations de marquage pour mieux comprendre le cycle de vie du thon rouge Thunnus thynnus
- Conservation des espèces
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
234 poissons, thons rouges et listaos, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, pour poser des marques électroniques et suivre leurs migrations. Le porteur indique que 222 seront relâchés en mer après capture, sortie de l'eau et pose de marque, et que 12 seront tués pour récupérer les capteurs. Il décrit un protocole de capture rapide, moins de deux minutes hors de l'eau, avec intubation et double ancrage de la marque pour limiter les blessures. Une partie des tests met au point des marques internes de fréquence cardiaque, essayées au préalable sur des thons morts.
Objectifs
Le thon rouge Thunnus thynnus est une espèce qui a historiquement subi une surexploitation, ce qui a mené à un plan de reconstitution initié en 2007. Depuis, la situation du stock Est-Méditerranée s’est substantiellement améliorée. Il reste néanmoins de grandes étapes à franchir pour la gestion et la conservation de ce stock, ainsi que des espèces de grands pélagiques en général. En particulier, la compréhension des liens entre l’environnement physique (e.g. le climat) et les processus biologiques (migrations, reproduction, nutrition) sont aujourd’hui mal connus pour ces espèces à très larges aires de répartition. Ce projet a pour objectif général de mieux comprendre le cycle de vie du thon rouge, et les expérimentations ont deux volets principaux. Le premier sera le marquage d’animaux sauvages en haute mer, avec des marques archives électroniques externes de type 'pop-up' qui enregistrent des informations environnementales (température, lumière, pression), à transmission satellite pour pouvoir retracer les parcours de migration. Les marquages auront lieu sur des bateaux de pêche commerciale. Le deuxième volet sera des expériences pour le développement de marques 'pop-up' innovantes et pour la mise au point de méthodes de marquage avec des capteurs internes. Ces expériences seront toujours des marquages en bateau, sur des thons listao Katsuwonus pelamis (île de La Réunion, en palangrier) et des juvéniles de thon rouge (Golfe du Lion en palangrier). Contrairement au thon rouge, le thon listao est plus abondant, plus facilement accessible à la pêche et de moindre importance commerciale. Le listao est un modèle idéal pour faire des tests de dispositifs électroniques innovants qui seront utilisés in fine sur les thons rouges. Des marquages sur des juvéniles de thon rouge serviront pour la mise au point de déploiements de capteurs internes qui enregistrent des données physiologiques, notamment l’impédance des tissus et la fréquence cardiaque. À long terme, l’ensemble des expériences vont servir au développement des marques archives à transmission satellite qui enregistrent des données physiologiques, à utiliser pour comprendre les liens entre environnement et physiologie pendant le cycle de vie des animaux sauvages.
Bénéfices attendus
Les expériences de marquage ‘pop-up des thons rouges représenteront une avancée majeure dans notre compréhension de la biologie de cette espèce. Le projet permettra aussi des avancements importants vers le développement de tags externes archives qui enregistrent plusieurs variables physiologiques chez les espèces des grands pélagiques marines. Les expériences sur les thons listaos (masse 3 - 6 kg), permettront de tester des marques pop-up qui sont des alternatives aux marques actuellement en commerce, moins chères mais plus performants. En particulier, avec un ancrage dans le muscle axial qui sera équipée d’un système d’électrodes pour un capteur de taux de gras, par mesure de l’impédance des tissus. Les mesures de taux de gras indiquent l’état nutritionnel du poisson et pourront fournir des aperçus sur les zones de nourrissage des thons le long de leur trajet migratoire. Les expériences avec les marques physiologiques sur les juvéniles de thon rouge dans le Golfe Lion permettront de maîtriser les protocoles de déploiement des marques externes qui mesure l’impédance, mais aussi des marques internes qui enregistrent la fréquence cardiaque. L’observation de la fréquence cardiaque est la meilleure façon d’estimer l’activité métabolique des animaux en liberté. Il existe des marques en commerce qui enregistrent l’électrocardiogramme (ECG) pour pouvoir calculer la fréquence cardiaque mais, étant des systèmes archive interne, le tag doit être récupéré pour obtenir les données. Une approche issue de la chirurgie humaine, la laparoscopie, a été utilisée sur des thons morts pour établir le placement optimal des marques ECG en proximité du cœur.
Procédures
Le présent projet envisage le marquage de 110 thons rouges avec des marques archives électroniques externes de type 'pop-up'. Les individus seront pêchés à la canne sur des palangriers commerciaux ou depuis des senneurs sur les sites de reproduction. Le protocole de capture limite au maximum la souffrance et le stress des animaux grâce à des temps de pêche réduits (
Impact sur les animaux
Pour le marquage avec les tags externes 'pop-up', les nuisances et les effets indésirables seront très limités, grace au méthode de capture et marquage rapide. Un système de trocart sera utilisé pour implanter les marques internes de la façon la plus rapide et le moins nuisible possible, soit dans la cavité péritonéale, soit intramusculaire dans la mâchoire. Le fait de minimiser l’invasivité de l’intervention maximisera les chances de survie de l’animal, et évitera les effets sur son comportement et son bien-être. Certains des thons marqués avec des tag physiologiques (n = 6) seront relâchés équipés avec des ‘survival tags’, pour confirmer que le marquage n’a pas d’impact sur leur survie, en comparaison avec des thons capturés mais non-marqués (n = 6). Pour n = 12 de ces thons rouges, la marque sera placée puis les animaux seront remis à l'eau attachés avec un hameçon, pour enregistrer leur fréquence cardiaque et évaluer la qualité du signal ECG obtenu. Ces dernières expériences serviront pour la mise en œuvre du marquage de thons adultes en cage.
Devenir
222 thons seront relâchés dans leur milieu naturel et 12 seront mis à mort pour récupérer les marques électroniques.
Remplacement
Ces études doivent être réalisées sur le thon rouge car l’objectif est d’améliorer les connaissances sur l’écologie de cette espèce dans son environnement naturel. On remplacera cependant celui-ci par des poissons morts ou par le thon listao quand cela sera possible, notamment pour les tests de mise au point méthodologique ou pour des développements électroniques.
Réduction
Le nombre d’individus utilisés est optimisé afin de permettre de réaliser des tests statistiques appropriés aux différents objectifs du projet et tenant compte de la grande valeur économique des thons rouges adultes. Le nombre a été déterminé pour permettre de capturer plusieurs réplicats de séries temporelles générées par les capteurs des marques électroniques permettant de renseigner fréquence cardiaque, profondeur, température ambiente, lumière, accélération. Les expérimentations ne relèvent pas de la comparaison de population, mais de la collecte de données en milieu naturel sur des processus que nous cherchons à caractériser (e.g. migrations). Il n’est donc pas possible de calculer le nombre nécessaire d’individus a priori et nous avons choisi un chiffre permettant d’obtenir suffisamment d’information exploitable en tenant compte des aspects logistiques complexes de ces opérations, de la probabilité que la marque ne fonctionne pas correctement ainsi que de la valeur commerciale des individus. Pour le marquage des thons rouges avec marques archives en bateau, chaque année pendant 5 ans, 5 individus juvéniles seront marqués dans le Golfe du Lion et sur la côte Atlantique, et 12 individus adultes matures sur les sites de reproduction. Pour les thons listao, chaque année pendant 5 ans, 20 individus seront marqués avec différents prototypes de marques archives électroniques. Pour la mise au point des méthodes de déploiements de capteurs internes, des études préliminaires seront achevées sur 24 thons juvéniles pour évaluer la méthode la plus rapide et moins stressante de placement des deux types de marque.
Raffinement
Le protocole de marquage des thons rouges et listaos sur bateau avec des marques externes a déjà été mis au point. Notamment, le protocole limite au maximum la souffrance et le stress des animaux grâce à des temps de pêche réduits (
Choix des espèces
Le thon rouge est le modèle principal du projet. C’est une espèce exploitée emblématique, notamment en Méditerranée. De nombreuses questions scientifiques importantes tant au point de vue fondamental (e.g. déterminisme des migrations et des routes migratoires en relation avec l’environnement) qu’appliqué (e.g. zones de pontes, temps de résidence, structuration de la population) doivent cependant être résolues pour gérer de façon durable cette espèce. Les outils développés dans le cadre du présent projet visent précisément à aborder ces questions. Le thon listao est une espèce abondante dans l'Océan Indien, son utilisation permet de réduire le nombre de thons rouges utilisés pour achever les tests de différentes modèles nouveaux de marques archives. Les individus seront une combinaison de juvéniles (pas sexuellement matures) et adultes (stade reproductif). Les expériences avec les marques physiologiques sur les juvéniles de thon rouge permettront de maîtriser les protocoles de déploiement des marques externes qui mesure l’impédance, mais aussi des marques internes qui enregistrent la fréquence cardiaque. Le marquage de 110 thons rouges adultes avec des marques archives 'pop-up' permettra de mieux connaitre les zones de reproductions, les migrations transatlantiques et les zones de nourricerie de cette espèce. Les marquages de 100 thons listaos en Océan Indien permettront de tester des marques pop-up qui sont des alternatives aux marques actuellement commercialisées, moins chères et plus performants.