Éthologie / comportement / biologie animale

Tester si un extrait de larves de vers de farine calme l'anxiété de souris soumises à des changements de gravité, tel est l'objet de ce projet qui utilise 75 souris dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Les animaux subissent des gavages ou des injections, trois tests comportementaux, puis une session en manège tournant allant de dix minutes à trois semaines, un stress inspiré de celui des astronautes. Toutes sont mises à mort pour doser des marqueurs d'anxiété dans leurs tissus. Le porteur admet n'attendre que des effets anxiolytiques "légers", ce qui interroge l'ampleur du bénéfice mis en regard de trois semaines d'hypergravité.

Objectifs

Plusieurs extraits de protéines obtenus à partir d’animaux (lait de vache, têtes de saumon, larves de vers de farine) sont intéressants pour diminuer l’anxiété. Ce projet fait suite à une étude précédente qui a permis d’identifier que des protéines issues de larves de vers de farine possède une action de calmant naturel contre l’anxiété. Parmi six extraits différents, l’extrait complet (appelé «Fraction Totale») réduisait le plus efficacement les signes d’anxiété après ingestion chez des souris. La nouvelle étude a pour objectifs principaux d’explorer l’effet préventif et/ou curatif de cet extrait : voir s’il peut aider les souris à mieux gérer le stress soit avant (préventif), soit après (curatif) une exposition à des situations stressantes générées par des changements de gravité. Ces situations de stress sont inspirées de celles que subissent les astronautes.

Bénéfices attendus

Puisque cet extrait réduit l’anxiété, nous souhaitons savoir s’il sera assez puissant pour contrer les effets négatifs provoqué par une simulation de décollage ou de modification de la gravité sur une durée de 3 semaines, deux situations anxiogènes rencontrées par les astronautes. La prise préventive et curative chronique d’extraits anxiolytiques de vers de farine pourrait être une contre-mesure potentielle à cette élévation de l’anxiété.

Procédures

Les animaux subiront, selon le groupe dans lequel ils seront placés : - 2 gavages plus 3 tests comportementaux simples de 5 minutes chacun, ainsi que (1) une session d’accélération puis de décélération en manège tournant d’une durée totale de 10 minutes, ou bien (2) une session de 3 semaines en manège tournant. - Ou 3 injections de calmant plus 3 tests comportementaux simples de 5 minutes chacun ainsi que (1) une session d’accélération puis de décélération en manège tournant d’une durée totale de 10 minutes, ou bien (2) une session de 3 semaines en manège tournant.

Impact sur les animaux

Les animaux subiront un stress léger de 30 secondes lors des administrations par gavages (2 fois pour certains groupes) ou injections (3 fois pour d’autres groupes). Tous les animaux réaliseront 3 tests comportementaux pouvant induire un léger stress de 5 minutes chacun. Trois groupes d’animaux subiront un stress modéré engendré par une session d’accélération puis de décélération en manège tournant d’une durée totale de 10 minutes. Deux autres groupes d’animaux subiront un stress modéré engendré par une session de 3 semaines en manège tournant. Dans les 2 cas, une augmentation de l’état anxieux des animaux sera attendue.

Devenir

Les animaux seront mis à mort afin de procéder à des prélèvements pour des dosages de marqueurs d’anxiété permettant de compléter et de consolider les résultats issus des tests comportementaux.

Remplacement

Il n’existe pas à ce jour de méthodes alternatives permettant de reproduire la complexité des phénomènes générés par un changement de gravité chez un organisme, particulièrement lorsque son système nerveux est sous l’influence d’un mélange complexe de composés actifs issus de la digestion d’un aliment. La multitude de paramètres et de facteurs engagés dans cette étude implique l’utilisation de souris en tant qu’organismes complets, dont les actions comportementales dans les divers tests impliqués seront des réponses globales et donc pertinentes quant aux interprétations des résultats dans la problématique des futurs voyages spatiaux.

Réduction

Sur le plan statistique, nous avons fait des simulations à l’avance grâce à un logiciel spécialisé, sur la base des résultats de nos précédentes études ayant montré un effet fort de l’hypergravité sur le niveau d’anxiété des souris, avec persistance de l’anxiété au moins 2 semaines après la fin du stress. On peut s’attendre à ce que les extraits de vers de farine montrent des effets anxiolytiques légers dans ce type de stress. Ainsi, des effectifs de n=15 souris par groupe expérimental sont requis pour permettre la comparaison statistique.

Raffinement

Les tests comportementaux seront réalisés sur une période limitée à 5 minutes par animal. Les administrations par gavage ou injection seront réalisées par le référent de ces gestes au sein de la structure, validé par notre vétérinaire. Tout au long du déroulement de ce projet, une observation quotidienne des souris sera réalisée et ce, même lorsque les souris seront en hypergravité pour 3 semaines, grâce à des caméras présentes dans le manège tournant. Une roue d’activité sera placée dans les cages afin d’enrichir l’environnement. Ainsi, les animaux seront surveillés plusieurs fois par jour, y compris le week-end. Cette surveillance permettra de repérer à la fois des signes indirects d’anxiété et de mal-être. Des points limites adaptés ont été définis.

Choix des espèces

Le modèle souris, particulièrement bien connu dans l'étude du comportement animal, est fréquemment utilisé lorsqu'on cherche à caractériser les effets d'un médicament agissant contre l’anxiété. De plus, nos précédents travaux concernant les effets du changement de gravité ont été réalisées avec ce modèle : souris âgées de 8 semaines au moment du premier test comportemental.

Une injection de toxines dans le cerveau pour détruire des neurones, un choc électrique de 0,7 milliampère et une restriction alimentaire : 2 280 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Plusieurs modèles de la maladie de Parkinson sont reproduits, avec pose d'une canule cérébrale et injections répétées sur quatre semaines, suivies de tests comportementaux et d'imagerie. Le protocole prévoit la mise à mort dès qu'un rat atteint des points limites : perte de 20 % du poids, prostration, automutilation ou hémorragie. L'objectif est d'identifier des marqueurs d'imagerie des troubles moteurs et cognitifs, sur des modèles dont le porteur reconnaît qu'ils ne reproduisent que partiellement la maladie humaine.

Objectifs

Le projet se déroulera désormais dans 2 EU. La maladie de Parkinson (MP) se caractérise par les classiques signes moteurs permettant le diagnostic mais également par des troubles cognitifs et psycho-comportementaux, plus variables dans leur apparition et leur expression, mais ayant un impact considérable sur l’autonomie et la qualité de vie des patients ainsi que sur les décisions thérapeutiques. Pourtant, leur prise en charge reste limitée et requiert une meilleure compréhension des mécanismes impliqués, notamment via l’identification de biomarqueurs. Les biomarqueurs sont des indicateurs des processus pathogènes et des outils précieux tant pour faciliter le diagnostic précoce, que pour suivre l’évolution de la pathologie ou l’efficacité d’un traitement. L’imagerie par résonance magnétique (IRM) avec ses explorations anatomiques et fonctionnelles, combinée à des méthodes spécifiques d’analyse a récemment permis de mettre en évidence des marqueurs de certains des troubles observés en clinique. Cependant son utilisation reste encore marginale notamment pour le diagnostic, et le lien entre ces marqueurs d’imagerie et l’histologie reste à établir. Cette corrélation est indispensable tant à la compréhension des mécanismes sous-jacents qu’à la validation de ces marqueurs en tant que Biomarqueurs de la pathologie. L’utilisation de modèles animaux est le moyen le plus adapté pour mener ce type d’études. Cependant, ils ne miment que partiellement la pathologie humaine et chaque modèle présentent des avantages et des limites. Il convient donc de valider les résultats obtenus sur plusieurs modèles complémentaires pouvant représenter les différents aspects physiopathologiques de la maladie. Le présent projet vise d’abord à étudier plusieurs de ces modèles afin de reproduire les différents troubles moteurs et non moteurs associés à la pathologie. Les objectifs seront ensuite d’identifier des biomarqueurs des troubles moteurs et non moteurs en IRM/TEP et d’étudier les mécanismes physiopathologiques sous-jacent. Enfin, en fonction des résultats de cette première partie (et des résultats in vitro fait en parallèle), certains de ces modèles seront reproduits afin de tester l’effet de stratégies thérapeutiques . Un modèle de démence induite par une déplétion cholinergique centrale sera aussi utilisé comme contrôle positif de déclin cognitif sévère afin de contrôler l’efficacité de ces stratégies.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d’identifier des biomarqueurs des troubles moteurs et non moteurs en imagerie in vivo (IRM ou TEP) et d’étudier les mécanismes physiopathologiques sous-jacent (Histologie). Ces biomarqueurs pourraient être validés et utilisés en clinique pour aider au diagnostic de certains troubles, le suivi non invasif de l'évolution de la pathologie et/ou de l'effet des traitements. L'étude des mécanismes sous jacents permettra l'idenitfication de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles dont l'efficacité sera testée.

Procédures

Les animaux seront soumis à des procédures chirurgicales visant à injecter des toxines pour induire des lésions cérébrales (30 minutes) dans l'EU2/2 pour les AAV2/9 hm-alpha-syn en A2 et dans l'EU1/2 pour les autres toxines (6OHDA, MPTP, IgG saporine). Après transfert dans l'EU1/2, certains d'entre eux subiront à nouveau une procédure chirurgicale pour l'implantation d'une canule d'administation cérébrale (30 minutes). Certains animaux subiront des injections sous-cutanées ou intra-péritonéales (Maximum 2/jours pendant 4 semaines). Tous les animaux subiront une série de tests comportementaux dont certains nécessitent une restriction alimentaire avec rationnement, ou la délivrance d'un choc electrique (0,7 mA - 2 sec, 1 seule fois). Le transport entre les 2 EU sera assuré par un transporteur agréé respectant les conditions optimales pour limiter le stress et maintenir le BEA.

Impact sur les animaux

Les toxines injectées induisent une dégénérescence des voies cérébrales dopaninergiques et/ou cholinergiques, un déficit du contrôle moteur et/ou cognitif est donc attendu et étudié dans ce projet. Une perte de poids corporel peut aussi être observée chez certains animaux plus sévérement lésés. L'anesthésie subie lors de la chirurgie ou de l'imagerie en IRM pourrait être mal tolérée par certains animaux. Les évaluations comportementales n'induisent pas de perturbation en elles-mêmes. La restriction alimentaire associée au touchscreen pourrait être mal tolérée par certains animaux. La pose de canule intracérébrale et les injections de traitments pourraient être mal tolérées.

Devenir

Les animaux seront euthanasiés à la fin des évaluations en imagerie in vivo ou après l'evaluation des effets thérapeutiques sur ces variables

Remplacement

Il n’existe pas de méthode alternative à l’utilisation d’animaux pour étudier la physiopathologie de troubles cognitifs et comportementaux. Cependant pour limiter l’utilisation d’animaux, l'étude de la potentielle toxicité, des mécanismes d'action et l’efficacité des molécules thérapeutiques testées seront étudiés en parallèle sur un modèle cellulaire (Remplacement).

Réduction

Le nombre d’animaux a été calculé au minimum sur la base d'un test de puissance. L'analyse statistiques des données débutera par une étude de la normalité et de l'homogénéité des variances. Selon la distribution des valeurs, des tests paramétriques (ANOVA puis Test de Fisher pour la compariason 2 à 2) ou non paramètriques (Kruskal-Wallis et Wil-Coxon test pour la comparaison 2 à 2) seront utilisés. Les mêmes animaux seront réutilisés pour l'analyse comportementale et l'imagerie cérébrale à différents temps du processus pathologique, ainsi que pour les analyses histologiques post-mortem. Les animaux seront réutilisés pour différentes évaluations (Comportement et Imagerie) à différents temps du processus pathologique, ainsi que pour les analyses histologiques post-mortem.

Raffinement

Les rats seront hébergés dans des portoirs ou armoires ventilées sous un cycle de lumière 12h/12h selon la règlementation, avec nourriture et accès à l'eau ad libitum. Le raffinement est assuré par un hébergement collectif, de l’enrichissement dans les cages, des sessions d’acclimatation aux expériences, une manipulation expérimentée des animaux. L'unique transport entre les 2 EU après la procédure de chirurgie en A2 sera effectuée par un transporteur agréé pendant 15 minutes maximum, dans des conditions optimales pour limiter le stress et maintenir le BEA (cage de transport spécifique, climatisation du camion, respect cycle lumière, vibrations amorties). De plus, un suivi quotidien du bien-être des animaux sera effectué pour surveiller l'apparition éventuelle de souffrance ou de points limites pour lesquels des décisions adaptées seront prises. Un point limite a été déterminé selon les critères suivants : Le comportement général : -Difficulté de mobilité, isolement, perte partielle de réactions aux stimuli -Prostration, automutilation, tremblements - Vocalisations, agressivité Le poids : perte de poids importante (20%) L’apparence physique : pelage très terne ou souillé, plaie cutanée, hémorragie oculaire, génitale et/ou anale. Selon les critères observés et la cause identifiée, les animaux seront soit isolés et soignés, et/ou recevront un traitement analgésique (Buprénorphine, 0.05 mg/kg), ou seront euthanasiés par dose létale de pentobarbital dans une salle dédiée (Doléthal®, 182.2mg/kg) . La structure BEA ou le vétérinaire référent seront sollicités pour avis si besoin.

Choix des espèces

Parmi les petits rongeurs, le rat est l’espèce la mieux adaptée pour l’évaluation des troubles cognitifs et psycho-comportementaux. Par ailleurs, les modèles expérimentaux choisis ont été décrits chez le rat. Les rats utilisés auront 8-10 semaines. Cet âge a été choisi en raison de la référence utilisé pour l’ATLAS cérébral de rat et la précision de localisation des repères stéréotaxiques pour les injections cérébrales.

Capturés au filet, anesthésiés, puis équipés par chirurgie d'une balise acoustique et d'un marqueur fluorescent en moins de dix minutes, 30 picarels sont utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré avant d'être relâchés sur leur lieu de capture. La capture et la manipulation peuvent causer stress et blessures, l'implant étant présenté comme une gêne légère. L'étude suit leurs déplacements vers des zones de reproduction déjà connues pour compter des millions de nids. Le porteur associe à cet objectif de connaissance la production d'un documentaire valorisant ces colonies.

Objectifs

Trois précédents projets ont mis en lumière une biodiversité et une richesse spectaculaires associées à la limite inférieure des herbiers et du substrat meuble. L’intérêt majeur de la zone d'étude nous amène à poursuivre la dynamique d’exploration des colonies de reproduction de picarels (Spicara smaris) en réalisant cette étude complémentaire. Ce projet a pour objectifs de : - Caractériser plus précisément la dynamique de trois arènes de reproduction (dates, paramètres environnementaux, surface, densité de nids) et inventorier les comportements associés. - Décrire ces colonies de reproduction de picarels, ainsi que les espèces présentes dans ces écosystèmes temporaires, et les valoriser à travers la production d’un documentaire.

Bénéfices attendus

Ce projet propose de suivre les déplacements des picarels entre leur site de vie et leur site de nidification et sur leur site de nidification afin de déterminer : (1) la connectivité entre leur habitat préférentiel et la zone de reproduction, (2) le temps de résidence et le comportement au sein de la zone de nidification et (3) s’il existe plusieurs sessions de reproduction (aller-retours). Une connaissance accrue de cette espèce permettra une meilleure protection de la biodiversité dans un habitat fragile..

Procédures

L'ensemble des individus seront soumis à une phase de captures par un filet qui durera quelques minutes, puis anesthésié pendant 6-7 mn avant une phase d'implantation d'une balise acoustique par voie chirurgicale et l'injection sous cutanée d'une marqueur fluorochrome qui durent moins de 3-4 mn.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues lors de la capture sont essentiellement le stress lié à la capture et des blessures éventuelles liées à l’engin de pêche ou à la manipulation entre l’engin et les bacs de confinements. L’implantation d’une balise interne unique engendre une nuisance de gravité légère ne dérangeant pas l’activité normale du poisson par la suite. En ce qui concerne l'injection du fluorochrome, l'anmal peut developper un léger stress lié à l’injection. Le fluorochrome peut aussi entrainer des sensibilités ou retards de croissance mais sur les jeunes stades de vie uniquement, ce qui n’est pas le cas ici puisque seuls des adultes seront marqués. Peuvent s’ajouter une modification temporaire du comportement (nage, alimentation) après marquage.

Devenir

Tous les animaux seront relachés vivant dans le milieu naturel sur leur lieu de capture.

Remplacement

L'intérêt du projet étant d’étudier le comportement spatial de ces espèces dans leur milieu naturel, il n’est pas possible de les remplacer.

Réduction

Il est difficile en écologie spatiale de déterminer le nombre d’individus nécessaire pour capturer la variabilité de l’utilisation de l’espace pour une population et son comportement. Ce nombre est variable en fonction des objectifs, des caractéristiques écologiques de l’espèce concernée et des modèles utilisés. Le projet cherchant à déterminer les differents comportements pour cette espèce, il est nécessaire d’etudier un nombre d’individus suffisamment grand pour capter cette variabilité dans l’utilisation et les comportements de migration au site de reproduction. Afin de minimiser le nombre d’individus dans cette étude, il est envisagé de marquer 30 individus de picarel répartis autour d’une zone de nidification connue afin de pouvoir documenter leur migration au site de reproduction. La plupart des études de ce type montrent qu’une trentaine d’individus permet de capter cette diversité de comportements. Le nombre de 30 individus de cette espèce de petite taille reste toutefois est minimal compte tenu de leur nombre et densité en milieu naturel (plusieurs millions de nids observés sur une même aire géographique).

Raffinement

L’ensemble des étapes du projet est mis en œuvre de sorte à limiter les nuisances : la capture est réalisée à l’aide de filet non maillant (formant des poches) en plongée ou posé par des professionnels, le transfert à bord et entre les bacs est réalisé à l’aide d’épuisettes en silicon limitant l’abrasion du poisson. Le marquage est réalisé sous anesthésie générale, un bullage dans le bac de réveil permet une bonne récupération du poisson avant d’être relâché en douceur sans exondation. L'ensemble du protocole de l'endormissement au réveil dure moins de 10 mn.

Choix des espèces

Le picarel (Spicara smaris) est un petit poisson vivant sur le fond qui forme des colonies de reproduction massives, pouvant couvrir plus de 130 hectares (ha) au sein d'une zone de 700 ha, une seule colonie couvrant de 2 à 30 ha entre 40 et 50 mètres de profondeur. Avec une densité de plus de 2,5 nids par m², on estime à plus de 18 millions le nombre de nids dans la colonie. Chaque nid est gardé par un mâle. Les femelles nagent en groupe au-dessus des nids et y déposent parfois des œufs. L’objectif du projet est de documenter leur comportement reproductif. Ces arènes de reproduction forment aussi un écosystème temporaire important puisqu’elles attirent de nombreux prédateurs ainsi que des pêcheurs. Il s’agit de marquer des individus dans leur habitat préférentiel (les herbiers alentours) afin de documenter leur migration vers ces sites de nidification et au sein de la colonie de reproduction afin de mieux comprendre la provenance des poissons et leur résidence sur le site ainsi que de déterminer les facteurs qui déclenchent leurs déplacements vers ces sites de reproduction. Ceci permettra de déterminer si ces phénomènes sont prédictibles et ainsi de pouvoir mieux protéger la biodiversité associée.

Capturées, anesthésiées, puis équipées par chirurgie d'un émetteur introduit dans la cavité générale en moins de cinq minutes, 50 lamproies marines sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré avant d'être relâchées dans le cours d'eau. L'opération peut provoquer douleurs, saignements et infection, limités selon le porteur par anesthésie et antibiotiques. L'objectif est de repérer les sites de reproduction et les obstacles à la migration d'une espèce classée en danger, dont le déclin est attribué notamment à la prédation par le silure. Les lamproies marquées meurent naturellement après la reproduction, au plus tard à la mi-juillet, et les émetteurs sont récupérés sur les cadavres.

Objectifs

La lamproie marine est une espèce menacée en déclin en Europe et en particulier en France. Le manque de connaissance sur leur écologie limite les actions de gestion. On n’observe généralement plus (ou moins) de frayères en amont des bassins versants malgré la présence d’individus à l’aval, observés par comptages au niveau de stations de contrôle. Le premier objectif de ce projet est de déterminer s’il existe des sites de reproduction sur des sites inconnus, potentiellement en eau profonde où les prospections classiques à pied ou en embarcation ne sont pas possibles. Le second objectif est de vérifier si les individus dénombrés aux stations de contrôle parviennent sur des sites de reproduction et quels sont les points bloquants si des difficultés sont rencontrées.

Bénéfices attendus

Les populations de lamproie marine connaissent un fort déclin actuellement et les informations sur leur cycle de vie manquent pour prendre des mesures de conservation adaptées. Un des principaux bénéfices du projet est de connaître le devenir des individus en amont d’un bassin versant. A l’heure actuelle, les sites de reproduction des individus franchissant le barrage demeurent incertains, car on ne les observe plus ou très rarement sur les frayères historiques. Selon une première hypothèse, les individus pourraient se reproduire en milieu plus profond, en aval du bassin versant (secteurs impossible à prospecter à l’œil nu). Une autre hypothèse émise est que les individus ne parviennent plus aux sites de frai et meurent sans s’être reproduits. Des points de blocages pourraient ainsi être identifiés. La prédation par le silure a récemment été montrée. L’espèce étant largement présente sur le bassin étudié, il est vraisemblable que les lamproies soient également prédatées sur ce bassin. Mieux connaître la migration et les sites de reproduction permettra d’adapter au mieux les mesures de gestion de l’espèce.

Procédures

Les animaux seront soumis à une seule opération chirurgicale visant à l'introduction dans la cavité générale de matériel scientifique (émetteurs). Cette opération durera moins de 5 minutes.

Impact sur les animaux

L’étude implique l’insertion par chirurgie de matériel scientifique réalisée sous anesthésie. Les nuisances potentielles (douleurs, saignements, infection) sont limitées par l'utilisation de mesures prophylactiques et des traitements médicamenteux (antibiotique et antalgique) adaptés et définis avec la collaboration d'un vétérinaire spécialisé. Cette intervention est considérée comme "modérée". Les individus choisis auront un poids qui leur permettra de supporter l'insertion du matériel scientifique. Ce dernier ne dépassera pas 2% du poids de l'animal comme recommandé dans la littérature.

Devenir

L'observation s'effectue dans le milieu naturel : a l'issue de la procédure expérimentale (insertion d'émetteurs), les animaux sont relâchés dans le cours d'eau. Les lamproies meurent naturellement à l’issue de la reproduction (espèce sémelpare), soit au maximum à la mi-juillet pour les individus marqués. Les émetteurs seront récupérés après la mort.

Remplacement

L’objectif de l’étude est de connaître le comportement de migration et de reproduction de la lamproie marine en milieu naturel. Il n’est donc pas possible de remplacer l’espèce par un autre modèle d’étude ou par des alternatives non animales.

Réduction

L’effectif prévu est de 50 individus. Ce nombre est l’effectif minimal d’individus pour obtenir une vision représentative des différents comportements individuels sur les sites de reproduction et du taux de prédation par le silure sans toutefois impliquer une fraction importante de la population si l’on se base sur les effectifs comptés ces 3 dernières années. En tablant sur un taux de prédation de 80% sur les individus marqués, comme documenté dans la littérature, une dizaine d’individus pourraient atteindre les sites de reproduction. Une expérience sur un autre cours d’eau mettant en œuvre un protocole de marquage identique a montré que la mortalité liée au marquage est limitée. Les émetteurs seront récupérés après la mort des individus, pour récupérer les données enregistrées.

Raffinement

Les principales mesures de raffinement concernent la limitation des nuisances (angoisse et douleur) lors de la manipulation des animaux avant, pendant et après la chirurgie et la limitation des risques d'infection post-opératoire. La combinaison d'utilisation de produits anesthésiques de concentration adaptée (1- concentration pour l'anesthésie pré-opératoire et 2- pour le maintien de l'anesthésie pendant l'opération) et d'antalgiques limitent directement l'angoisse et la douleur pendant et après l'opération, et l'administration d'antibiotiques limite les risques d'infections liés à l'opération. Les mesures prophylactiques classiques (désinfection du matériel) limitent également les sources d'infection pouvant induire des nuisances post-opératoires. Les opérations de chirurgie seront effectuées par du personnel habilité et spécifiquement formé par un vétérinaire. Le protocole opératoire est co-construit avec un vétérinaire. Les conditions environnementales d'importance première pour les poissons (température et oxygénation de l'eau) seront contrôlées avant, pendant et après la capture et l'opération. Les individus seront placés dans un vivier et, après une période d’observation jusqu’à la reprise d’équilibre, d’un rythme de ventilation régulier et de nage active, ils seront relâchés dans la rivière.

Choix des espèces

L’espèce ciblée, la lamproie marine, est une espèce en classée en danger (EN) par l’UICN en France et dont les effectifs sont en constante diminution ces dernières années. Il est donc nécessaire d’acquérir des connaissances sur son comportement de reproduction et sur les menaces/contraintes que l’espèce est susceptible de rencontrer au cours de sa migration et de sa reproduction. Ces informations sont cruciales pour prendre les mesures de gestion et de conservation appropriées. Les individus utilisés seront des adultes capturés juste avant leur maturité (caractères sexuels secondaires encore non visibles), en début de période de migration en eau douce. C’est à ce stade que la migration de montaison a lieu, et durant laquelle les individus sont exposés à de multiples pressions qu’il est nécessaire de mieux caractériser (obstacles et prédation notamment).

Relâchés en milieu naturel après l'expérience, 28 hamsters communs vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, dans un projet de conservation de l'espèce. Chacun subit deux chirurgies sous anesthésie, l'implantation puis le retrait d'un enregistreur miniature dans l'abdomen, à six mois d'intervalle, avec des risques de douleur, d'inflammation et d'infection. L'objectif est de valider ce dispositif de suivi avant son déploiement sur les populations sauvages en déclin. Le porteur indique pratiquer ces implantations depuis quinze ans sans complication observée, les animaux n'étant lâchés qu'après cicatrisation complète.

Objectifs

Cette demande d’autorisation concerne une phase de test préalable à une utilisation en conditions naturelles. Le projet a deux objectifs principaux. Le premier objectif est de tester un nouvel appareil de suivi miniaturisé (appelé « logger ») sur 14 hamsters communs mâles adultes, placés dans un enclos d’un hectare. Le second objectif est de vérifier que ce dispositif n’a pas d’effet négatif sur la reproduction des femelles (14 individus) et d’analyser précisément le comportement des animaux en reliant les observations directes aux données enregistrées par l’appareil. Ce nouveau logger permet de localiser les animaux grâce à un signal radio, mais aussi de mesurer leur température corporelle et leur niveau d’activité. Les informations transmises à une antenne réceptrice serviront à mieux comprendre la survie des hamsters, leur période d’hibernation, leur reproduction et leur utilisation de l’habitat, en lien avec les conditions environnementales. Cette étude préliminaire permettra d’améliorer et d’ajuster un protocole de suivi à long terme, qui sera ensuite appliqué de manière standardisée dans la nature au cours des années suivantes. Les données obtenues viendront compléter les méthodes de suivi actuellement utilisées, comme le comptage des terriers, les pièges photographiques ou les opérations de capture, marquage et recapture, qui donnent une vision plus globale mais moins précise du comportement des animaux.

Bénéfices attendus

Cette étude permettra de valider le fonctionnement et l’innocuité d’un logger avant son déploiement en milieu naturel. Le logger permettra ensuite un suivi long-terme en milieu naturel des paramètres démographiques du hamster commun en fonction des conditions environnementales et de la santé de l’écosystème en fonction des pratiques agricoles. Les méthodes développées pourront être transposées au suivi in natura d’autres espèces cryptiques (peu visibles) et de petite taille, dans l’objectif d’une mise en place adaptée de mesures de protection des espèces.

Procédures

Implantation/désimplantation intrapéritonéale d’un logger sous anesthésie générale, 14 femelles et 14 mâles, par animal : 1 chirurgie d’implantation (environ 12 min) et 1 de désimplantation (environ 12 min) 6 mois plus tard.

Impact sur les animaux

Effets indésirables liés à la chirurgie (pendant la convalescence post-chirurgie) : douleur, inflammation, infection potentielle, perte de poids.

Devenir

Lâcher en milieu naturel

Remplacement

Cette étude concerne la préservation du hamster commun en plaine d’Alsace et ne peut être réalisée sur une autre espèce, ni par des études de modélisation.

Réduction

Cette étude est réalisée préalablement sur un petit effectif pour tester l’effet du logger sur la gestation des femelles et raffiner le protocole avant sa mise en œuvre in natura. Nous prévoyons d’implanter 14 femelles adultes dont le suivi sera réalisé pendant la période de reproduction en conditions contrôlées de laboratoire. Le succès reproducteur étant de 50% chaque année, nous nous attendons donc à suivre les portées de 7 femelles. En parallèle, nous suivrons 7 mâles implantés avec le logger et 7 mâles implantés avec un émetteur classique en enclos pour vérifier l’acquisition des données par le logger et éventuellement reprogrammer certains paramètres avant son déploiement in natura. Selon des modèles mathématiques, 7 individus par groupe est le nombre minimum pour qu'une différence éventuelle entre les différents groupes puisse être statistiquement décelée. Les résultats seront soumis à des tests non paramétriques du fait du faible effectif des groupes.

Raffinement

En animalerie : Les animaux sont élevés en cages individuelles, car le hamster commun n’est pas une espèce sociale et fait preuve d’agressivité envers ses congénères. Des objets visant à enrichir le milieu (tubes) et des éléments permettant le comportement de construction de nid sont placés dans les cages. La procédure chirurgicale sera réalisée sous anesthésie gazeuse et la douleur sera traitée par administration d’un analgésique en pré- et post-opératoire. L’état des animaux sera suivi par des mesures quotidiennes de la masse, et une observation visuelle du poil, de la posture et de la locomotion. Les animaux dépassant les point limites établis seront mis à mort pour limiter leur souffrance. Les hamsters seront lâchés en enclos uniquement après complète cicatrisation et s’ils n’ont pas perdu de poids suite à la chirurgie. A noter que nous réalisons ces procédures d’implantation intra-péritonéale d’enregistreurs de température et d’émetteurs chez cette espèce depuis 15 ans, sans qu’aucune complication post-opératoire n’ait été observée. En enclos : Les hamsters seront transportés à l’enclos à 10 min (voiture) de l’animalerie dans des boîtes adaptées avec du papier absorbant. Les lâchés seront réalisés en soirée au moment du pic d’activité de l’espèce. Nous serons très vigilants au bien-être des animaux dans l’enclos en réalisant des observations régulières (pièges photos et captures à l’aide de pièges non létaux 1 à 2 fois par semaine). Les pièges seront contrôlés toutes les heures. Un suivi de la masse corporelle par pesée et de l’aspect général permettra d’évaluer leur état nutritionnel et sanitaire et d’agir en conséquence : supplémenter leurs apports alimentaires dans l’enclos ou ramener l’animal au laboratoire pour le soigner ou l’euthanasier en fonction du niveau d’atteinte de points limites. L’enclos est conçu de façon à empêcher toute évasion de hamster et toute intrusion de prédateur.

Choix des espèces

Ce programme de recherche s’intéresse spécifiquement à la préservation du hamster commun. Les populations sauvages sont en déclin en raison notamment des pratiques agricoles intensives. Notre objectif est de réaliser un suivi précis des paramètres démographiques de l’espèce en fonction des conditions environnementales, afin d’améliorer les pratiques agricoles et les protocoles de renforcement et de restaurer ainsi durablement l’état des populations sauvages. Nous utiliserons des adultes mâtures sexuellement (1 an) pour l’étude de l’effet sur la reproduction et dont la masse corporelle est supérieure à 200 g (soit largement plus de 95% de la masse du logger)

Entraînés à s'auto-administrer de la cocaïne par voie intraveineuse jusqu'à deux heures par jour pendant plusieurs mois, avec chocs électriques et stress de contention répétés, 1 024 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour prélever leur cerveau. Une partie subit une chirurgie d'implantation d'un cathéter et d'une fibre intracérébrale pouvant durer deux heures trente, ainsi qu'une restriction alimentaire. Le porteur décrit des chocs électriques "légers" et une frustration "transitoire" au moment de replacer les animaux dans les boîtes à drogue. Le projet cherche des marqueurs de vulnérabilité à l'addiction liés à un récepteur présent chez 40 % des Européens.

Objectifs

La dépendance à la cocaïne, un problème majeur de santé publique, se caractérise par le passage d’une consommation récréative à une recherche compulsive et incontrôlée de la drogue. Cette transition s’accompagne de changements dans l’activité de certains neurones. Ces altérations impliquent une molécule présente chez 40 % des Européens, et qui pourrait influencer la vulnérabilité à l’addiction. L’objectif global du projet est de préciser son rôle dans la vulnérabilité à développer une dépendance à la cocaïne ainsi que les mécanismes sous-jacents qui ne sont pas encore élucidés. Plus précisément, les objectifs sont i) de mieux caractériser le rôle de cette molécule dans l’usage compulsif de cocaïne, ii) d’identifier des marqueurs de vulnérabilité au développement d’une consommation compulsive de cocaïne, iii) de tester l’impact d’agents pharmacologiques sur cet usage compulsif dans une perspective thérapeutique.

Bénéfices attendus

La dépendance aux drogues d’abus est un problème majeur de santé publique et leur prévalence s’accroit sans aucun traitement suffisamment efficace à ce jour. Ce projet permettra d’identifier des marqueurs de vulnérabilité au développement d’addictions et en particulier à l’addiction à la cocaïne. A court terme, il permettra d’identifier des marqueurs neurobiologiques ou comportementaux associés à des conduites addictives, grâce à des approches précliniques impossibles à mettre en œuvre en recherche clinique. Ces marqueurs pourraient ensuite permettre d’identifier de potentiels individus à risque afin de mettre en place une meilleure prévention. De plus, tester dans nos modèles comportementaux des composés pharmacologiques capables de cibler l’aspect compulsif de l’addiction pourrait permettre d’établir de nouvelles pistes thérapeutiques pour lequel des données suggèrent un rôle clé dans la vulnérabilité au développement d’un usage compulsif.

Procédures

Les animaux seront soumis à des sessions d’auto-administration intraveineuse de cocaïne de 2 heures maximum par jour, pendant plusieurs mois, au cours desquelles ils recevront parfois un choc électrique d’intensité légère pouvant entrainer un inconfort pendant quelques secondes maximum. Ils seront également soumis une fois et pour 30 minutes maximum, à des tests d’exposition à la nouveauté et à la sensibilité à un stimulus aversif, susceptibles d’entraîner un stress passager. Certains animaux seront soumis à des tests comportementaux quotidiens d’1h maximum par jour, pendant plusieurs mois. Les animaux ne seront pas soumis à plus d’un test de comportement par jour. Les animaux seront soumis à une très légère restriction de nourriture pendant la durée de l’expérience. En outre, certains animaux seront soumis à une ou deux procédures chirurgicales au cours desquelles un cathéter sera implanté dans la veine jugulaire et/ou une injection et implantation intracérébrale sera réalisée. La chirurgie dure environ 30 minutes (pose du cathéter) à 2h30 (injection et implantation d’une fibre optique) puis l’animal aura une semaine minimum pour récupérer. Certains animaux recevront des injections intrapéritonéales de composés pharmacologiques, répétées maximum 9 fois par animal, avec au moins 3 jours d’écart entre chaque injection. Certains animaux recevront des injections intrapéritonéales de cocaïne, répétées maximum 5 fois par animal, avec au moins 1 jour d’écart entre chaque injection. Enfin, certains animaux seront exposés à un stress aigu de contention pendant 1 heure, jusqu’à 4 fois espacées d’une semaine minimum.

Impact sur les animaux

On peut s’attendre à voir l’apparition d’états d’inconfort, de douleur ou de stress passagers chez certains animaux soumis à une privation alimentaire légère, à des chocs électriques d’intensité légère à modérée, ou à un stimulus aversif comme de la chaleur (mais qu’ils peuvent éviter immédiatement en déplaçant leur patte) ou un stress de contention aigu, ou à une chirurgie qui peut se trouver associée à une douleur et inconfort modérés. La frustration transitoire que les animaux pourraient ressentir apparaîtra lors de leur remise dans les boîtes d’auto-administration de drogue.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à l’issue de chaque procédure car les cerveaux seront prélevés pour des expériences ex vivo.

Remplacement

Pour étudier les aspects compulsifs de l’usage de cocaïne, et identifier les mécanismes neurobiologiques mis en jeu, il est essentiel de faire des mesures sur des modèles animaux ayant un système nerveux entier et fonctionnel. Il est crucial d’étudier les comportements et les états émotionnels associés à une prise volontaire de drogue et les états psychologiques associés à ses effets addictifs au plus près de la façon dont ils se manifestent chez l’humain. Ceci ne peut, par essence, être réalisé autrement que sur des animaux vivants, ayant une connectivité physiologique intègre entre les différentes régions du cerveau et un degré de développement de leurs fonctions émotionnelles et cognitives suffisant pour en faire des modèles d’étude pertinents.

Réduction

Dans nos études et la plupart des travaux sur l’usage compulsif de cocaïne chez le rat en général, seule une fraction des animaux (environ 15%) vont développer des signes d’addiction à la cocaïne. Il est donc nécessaire de tester au moins 40 animaux pour obtenir un minimum d’environ 6 individus compulsifs, respectivement, par groupe expérimental, sexe et conditions pour obtenir des résultats statistiquement robustes. Un groupe contrôle adapté d’animaux sera systématiquement prévu pour chaque jeu d’expériences et sera spécifique de chaque condition expérimentale testée. Le nombre d’animaux par groupe se base d’une part sur notre expérience solide des procédures et des modèles et souches d’animaux qui seront utilisés dans ce projet, et d’autre part sur la littérature, très abondante sur le sujet et dans laquelle les mêmes souches de rats sont couramment utilisées. Notre expérience en chirurgie intracérébrale, études comportementales et marquages cellulaires nous a déjà permis de réduire cette variabilité et de mieux la prendre en compte pour l’expliquer. Les paramètres mesurés seront ensuite comparés entre groupes, sexes et conditions pour comparer les groupes. Les animaux ne pourront pas être réutilisés car leurs cerveaux seront systématiquement prélevés à l’issue des expériences pour effectuer des vérifications et mesures de marqueurs neurophysiologiques. Sur cette base, nous nous efforcerons de réduire au minimum le nombre d’animaux utilisés en ajustant au mieux les protocoles expérimentaux et les analyses statistiques pour obtenir des résultats statistiques robustes tout en tenant compte de la variabilité inter-individuelle des animaux testés.

Raffinement

Avant chaque expérience nous passerons plusieurs jours à manipuler les animaux afin de les habituer à l’expérimentateur et à la manipulation. Il y aura, sauf circonstance imprévue, seulement un expérimentateur par groupe expérimental. Pendant toutes les expériences de comportement les animaux seront manipulés très régulièrement (presque tous les jours), ce qui les rend très peu réactifs émotionnellement à la manipulation, et ce qui permet de détecter le moindre changement d’attitude ou l’apparition de signes externes inquiétants. Pour les autres expériences, ils seront laissés tranquille dans leurs cages au maximum et surveillés plusieurs fois par semaine. Concernant les chirurgies, des antidouleurs seront appliqués au moins 30 min avant la chirurgie, durant et après. L’état général et les signes de douleur des animaux seront évalués régulièrement, selon la grille d’évaluation du comité responsable du bien-être animal. Au moins une fois par jour en post-chirurgie pendant 5 jours les animaux sont examinés pour des signes de détresse (changements de posture, yeux plissés, manque de toilettage) et l’incision est examinée pour signes d’infection. Si nécessaire, des doses supplémentaires d’analgésique seront données, du gel nutritif sera donné, de la litière douce sera utilisée, l’enrichissement sera renforcé par trois enrichissements (bloc de bois, tunnel en carton et brique en T), et une réhydratation sous-cutanée sera réalisée. Si au bout de 24h le traitement s’avère inefficace et les points limites atteints les animaux seront mis à mort. Pour l’ensemble du projet une pesée quotidienne et l’utilisation des traitements décrits ci-dessus seront appliqués en cas de dégradation de l’état de l’animal avant atteinte des points limites. Pour les animaux en hébergement individuel, il y aura renforcement de l’enrichissement (bloc de bois, tunnel en carton et brique en T), et un contact humain impliquant une manipulation douce quasiment quotidienne, et contacts auditifs, visuels et olfactifs avec les autres rats, car les cages sont transparentes et l’hébergement individuel n’est pas complètement hermétique. Les points limites correspondant au score 1 selon la grille d’évaluation conduiront à la mise au repos avec surveillance quotidienne de l’état et du poids, et mise à disposition de gel nutritif dans la cage si dénutrition. Les points limites correspondant au score 2 selon la grille d’évaluation conduiront à la mise à mort par dose létale de CO2.

Choix des espèces

Les rongeurs sont les meilleurs modèles, jusqu’à présent, sur lesquels on peut étudier les comportements liés à la psychiatrie, dont l’élevage et le maintien en bonnes conditions reste pratique à réaliser en laboratoire, et dont on sait également manipuler le génome (pour étudier notamment le rôle des sous-unités nicotiniques dans le cadre ce projet). Le rat est, en outre, un modèle particulièrement intéressant lorsqu'on souhaite étudier des fonctions cognitives complexes et particulièrement pour des tests cognitifs basés sur nos technologies sur une longue période qui présentent une forte valeur translationnelle. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (à partir de 8 semaines), afin que le développement de leur cerveau soit suffisamment mâture pour la réussite et la reproductibilité des interventions, et l’homogénéité de leur comportement.

Pour suivre sur le long terme des populations de poissons migrateurs, 8 000 saumons, truites de mer, anguilles et aloses sont utilisés chaque année dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis relâchés sur leur lieu de capture. Chaque poisson est anesthésié, mesuré, marqué d'un transpondeur et prélevé d'écailles et d'un bout de nageoire, l'ensemble en une trentaine de minutes. Le projet documente l'état d'espèces sauvages fragilisées par les barrages, la pollution et la pêche. Il répond à un règlement européen encadrant la collecte de données sur les stocks halieutiques, de rares mortalités étant reconnues possibles.

Objectifs

La problématique centrale du projet est d’étudier l'évolution des populations d’amphihalins sous l'effet des changements environnementaux (changements globaux et locaux) qui affectent les cours d’eau. Des suivis biologiques et physicochimiques récurrents et sur du long terme (mission d'observatoire) depuis le début des années 1980 et alimentent des bases de données et des collections d’échantillons (écailles, tissus …). La collecte de ces données et échantillons a pour objectif de produire des connaissances sur l’état de conservation et les mécanismes de renouvellement et d’adaptation des populations aux fluctuations et évolutions de leur environnement incluant l’exploitation par pêche. Les espèces concernées sont le saumon atlantique, la truite de mer, l’anguille et les aloses. Les chroniques de données à long terme observées permettent de documenter les dynamiques passées et en cours. Elles servent de base pour la calibration de modèles à vocation prédictive et prospective.

Bénéfices attendus

Les données collectées et les travaux qui en sont issus ont une vocation opérationnelle pour la préservation de cette biodiversité remarquable et de ses habitats. D'un point de vue réglementaire, les données collectées permettent de répondre au règlement européen (n° 1004/2017) qui impose un cadre général pour la collecte, la gestion et l'utilisation des données dans le secteur de la pêche, visant à soutenir les avis scientifiques sur la Politique commune de la pêche. Les objectifs principaux de cette collecte de données sont de répondre aux appels à données des groupes d’experts internationaux fournissant des avis sur l'état des stocks de poissons et d'évaluer l'état des populations.

Procédures

Les animaux seront soumis à des mesures biométriques (taille et poids), à un marquage individuel à l'aide d'un transpondeur (puce identique à celles utilisées pour l'identification des chiens, chats ...), à un prélèvement d'écailles pour la mesure de l'âge et de la croissance et d'un petit bout de nageoire (0.25 cm²) pour des analyses génétiques, avant d'être relâchés sur leur lieu de capture. Le temps de procédure comprenant l'anesthésie, la manipulation, le réveil et le relâcher est d'environ trente minutes.

Impact sur les animaux

La capture, la manipulation pour les mesures biométriques, les prélèvements et le marquage peuvent générer un stress ponctuel des poissons et peut provoquer dans de très rares cas des mortalités. Il est de l’intérêt même des observateurs scientifiques de minimiser les perturbations induites sur les animaux d’étude dans un contexte de compréhension de processus naturels à l’œuvre.

Devenir

Tous les individus sont remis à l'eau dans leur secteur de vie d'origine

Remplacement

Il n’existe pas de substitut aux données et échantillons collectées in natura sur des populations réelles de poissons migrateurs. Même les approches par simulation via des modèles statistiques ou informatiques nécessitent en amont d’être calibrées sur des données d’observation réelles.

Réduction

Afin de ne pas échantillonner l’ensemble du cours d’eau tout en étant représentatif de la diversité d’habitats, des populations et de l’environnement, des plans d’échantillonnage (nombre de stations, période d’échantillonnage, répartition sur le cours d’eau) et des protocoles d’échantillonnage ont été développés pour permettre de capturer ces diversités tout en limitant le nombre d’individus manipulés. Pour les collections d’échantillon (écailles, tissus), tout est fait depuis la collecte (plan d’échantillonnage, mise en place de quota) jusqu’à la gestion des collections (subdivision des prélèvements, archivage et mutualisation des données...) pour maîtriser le nombre d’échantillons collectés et leur consommation tout en répondant aux objectifs scientifiques. Pour les programmes de marquage, c’est essentiellement le nombre de marques recapturées qui conditionne la fiabilité des analyses statistiques ultérieures. Les effectifs d’individus marqués ne représentent que quelques % à quelques dizaines de % de la population totale (suivant que l’on considère l’effectif total ou celui d’un stade particulier) dans nos protocoles.

Raffinement

Des épuisettes à fines mailles et sans nœud sont utilisées pour transférer les individus d’un bac à l’autre (stabulation ou anesthésiant). Le protocole utilisé limite au maximum le temps de manipulation hors de l’eau du poisson et des bassins bien oxygénés sont utilisés pour le temps de réveil. Il ne s’écoule en général pas plus de 30 minutes maximum entre l'anesthésie et le relâcher dans le milieu naturel et tous les individus capturés sont relâchés à l’endroit de leur capture dès leur réveil post-manipulation terminé. Les bacs de stockage sont adaptés à la taille et au nombre de poissons. La durée d’émersion et de manipulation (principale source de stress) est limitée au maximum (moins d’une minute en général). Les manipulations se font après une anesthésie légère pendant quelques minutes qui vise à tranquilliser les animaux et à éviter tout risque de blessure. Si les points limites (signes extérieurs d’altération de leur état sanitaire) sont observés, les individus sont sortis de la procédure. Pour les échantillonnages réalisés par piégeage, les cages de capture sont spacieuses, leur volume étant de 12 et 4 m3 Elles sont relevées tous les jours, entre 1 et 3 fois par jour, pour éviter l’accumulation de poissons et limiter le temps de séjour, sources potentielles d’augmentation du stress. Une attention particulière est portée à l’amélioration du bien-être animal lors des travaux d’entretien ou de rénovation des installations de piégeage. Des dispositifs ont été mis en place pour que les poissons sortent le moins possible de l’eau au cours de tout le processus de capture-manipulation-relâcher.

Choix des espèces

Les espèces étudiées sont des animaux migrateurs qui partagent leur cycle de vie entre l’eau douce et le milieu marin. Ces espèces sauvages emblématiques sont fragilisées par la pollution de l’eau, les barrages, l’exploitation halieutique et le changement climatique. Leur fragilité est reconnue par l’Union Européenne, entre autres dans sa directive « Habitat », mais aussi par l’Union Internationale pour la Conservation de la Nature. Ces espèces sont des indicateurs de la fonctionnalité des milieux qu’elles fréquentent. Les animaux sont observés aux stades juvéniles et adultes. C’est la possibilité d’observer ces différents stades qui permet d‘appréhender la dynamique de renouvellement des populations et d'évaluer la capacité des espèces à faire face à des environnements changeants.