Éthologie / comportement / biologie animale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Etude du franchissement piscicole d’un ouvrage dans un grand fleuve, par deux espèces de poissons migrateurs
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Capturés dans le fleuve, anesthésiés, puis équipés d'un émetteur acoustique implanté dans l'estomac ou sous la peau après incision, 240 poissons de trois espèces sauvages sont remis à l'eau vivants, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Grandes aloses, lamproies marines et silures subissent aussi un prélèvement d'écailles et de nageoire, l'ensemble tenant en moins de trois minutes par individu. Le projet suit à distance la remontée de ces migrateurs pour évaluer le franchissement d'un secteur de fleuve récemment restauré. Il répond à une étude réglementaire fixée par arrêté inter-préfectoral, un faible taux de mortalité post-opératoire étant admis d'avance.
Objectifs
L’étude vise à acquérir des connaissances sur le comportement de deux espèces de poisson migrateurs menacés, la grande alose et la lamproie marine. Ces espèces vivent en milieu marin et remontent se reproduire dans les fleuves. Il s’agira d’évaluer les remontées des individus dans un grand fleuve et le franchissement d’un secteur récemment restauré, en utilisant une technologie de suivi à distance (télémétrie acoustique). Des émetteurs seront implantés dans les poissons avant leur reproduction, de manière à les localiser ensuite à l’aide de récepteurs répartis dans l’aire d’étude pour mieux comprendre leur comportement, les entraves potentielles à la migration et les taux de prédation par le silure. Il s’agit d’une étude réglementaire, fixé par arrêté inter-préfectoral.
Bénéfices attendus
Le projet permettra d’améliorer les connaissances sur le comportement de la grande alose et de la lamproie marine pendant leur migration de reproduction dans un grand fleuve, et de comparer les résultats à une étude antérieure réalisée avant des travaux de restauration du fleuve, afin d'améliorer ensuite la gestion et la conservation de ces espèces.
Procédures
Les aloses capturées seront anesthésiées puis marquées par implantation gastrique d'émetteur acoustique (100 individus), et feront l’objet de prélèvements d’écailles et de nageoire. Les lamproies marines (130 individus) et les silures (10 individus) seront anesthésiés puis marqués par implantation chirurgicale d'émetteur acoustique. La manipulation n’excédera pas 3 minutes.
Impact sur les animaux
La capture, le transport, la stabulation, le marquage ainsi que les prélèvements d’écailles et de nageoires sont autant d’étapes nécessaires à l’étude et susceptibles d’induire un stress sur les animaux. Le marquage gastrique ou chirurgical génère un stress supplémentaire lors de la préhension, l’anesthésie et l’incision, et un risque de douleur post-implantation.
Devenir
Tous les individus capturés puis marqués seront remis à l’eau vivants pour l'étude de leur comportement dans le milieu naturel.
Remplacement
Le modèle biologique ne peut être remplacé pour cette étude comportementale qui implique de travailler nécessairement sur des individus vivants dans leur milieu naturel. Nous attendons des données sur la propension des individus à se déplacer et poursuivre leur migration jusqu’aux zones de reproduction accessibles. Il est donc nécessaire d'avoir recours à des animaux sauvages pour atteindre les objectifs du projet.
Réduction
Le projet est prévu en principe sur une durée de deux années, mais sera reconductible l’année suivante (3 ans au total) en cas de difficultés de capture. Il prévoit le marquage de 100 aloses, 130 lamproies et 10 silures, ce qui est un minimum (règle des 3 R : réduction) pour pouvoir décrire les comportements. Cet effectif tient compte d’un taux de mortalité post-opératoire assez faible (jusqu’à 3% généralement), de la prédation potentielle, et de la capture par la pêche. Grâce au réseau de récepteurs déployés, les détections des individus marqués seront a priori importantes, d’où une limitation à un maximum de 240 poissons. Cet objectif apparaît comme une cible réaliste au vu des effectifs en migration sur le fleuve étudié. Des analyses descriptives seront réalisées (taux de redétection, distances de déplacement, vitesses de déplacement, …).
Raffinement
Le protocole a été pensé pour tenir compte de la sensibilité des espèces migratrices, en particulier l’alose, aux opérations de capture-biométrie-marquage. Toutes les étapes des procédures jusqu’au réveil seront réalisées précisément sur le même site, soit directement sur le bateau, soit à proximité du fleuve. Pour les aloses et les silures, l’utilisation d’un brancard pour l’anesthésie permet de réduire le stress. Le marquage des aloses est réalisé directement dans le brancard. Le marquage des lamproies et silures sera réalisé dans un bac avec recirculation, pour maintenir l’oxygénation des branchies. Les poissons seront régulièrement observés et la qualité de l’eau surveillée. Les méthodes de marquage tiennent compte des spécificités et de la sensibilité des espèces et ont déjà été expérimentées et validées lors d’études précédentes. Des mesures sont prises pour réduire les effets délétères sur la survie (stress, souffrance, infection) et le comportement des animaux, en utilisant des points limites adaptés. Le ratio entre le poids des émetteurs implantés et celui des poissons sera largement inférieur à la limite préconisée pour les marquages d’animaux. Enfin, la phase de réveil se déroule soit directement dans le fleuve soit dans des bacs de grand volume alimentés par l’eau du fleuve. Dès reprise de la nage, les individus seront relâchés.
Choix des espèces
Les espèces cibles sont la grande alose et la lamproie marine. Ces deux espèces migratrices peuvent être considérées comme des indicateurs de la bonne connectivité des fleuves. Le projet porte plus spécifiquement sur la phase de migration de reproduction des 2 espèces, afin d’évaluer l’effet de travaux de restauration d’un grand fleuve sur cette étape majeure du cycle de vie des deux espèces. Le silure glane est la troisième espèce étudiée, en tant que prédateur des espèces migratrices. Les poissons seront marqués au stade adulte reproducteur, juste avant la reproduction (février-avril pour la lamproie marine, début mai pour la grande alose).
Impact du microbiote intestinal sur le comportement social chez la souris : identification des mécanismes impliqués
- Recherche fondamentale
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- Système immunitaire
Livrées à trois semaines, les souris reçoivent une greffe de microbiote fécal par gavage jusqu'à quatre fois par jour, des injections d'anticorps, six prélèvements de sang à la queue et, pour une partie, une section chirurgicale du nerf vague reliant l'intestin au cerveau. 1 734 souris vont ainsi être utilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever leurs organes. Le projet cherche à savoir si le microbiote intestinal influence les interactions sociales et l'autisme, en transférant à des souris saines la flore de donneurs au comportement social altéré. Le porteur évoque des tests évaluant le "phénotype social", dont un maintien de 72 heures, sans préciser lesquels, et conclut que la souris est un "modèle de choix" faute d'alternative reproduisant la complexité de l'axe intestin-cerveau.
Objectifs
De nombreuses études récentes montrent que les micro-organismes vivant dans l’intestin, appelés microbiote intestinal, peuvent influencer le comportement via une communication entre l’intestin et le cerveau. Chez la souris, il a été démontré que le transfert de microbiote intestinal d’un animal à un autre, appelé transfert de matière fécale (FMT), permet non seulement de transmettre les bactéries intestinales du donneur, mais aussi certains traits comportementaux. Par exemple, des souris recevant le microbiote de donneurs présentant des troubles des interactions sociales développent à leur tour des difficultés à interagir avec leurs congénères. Des résultats similaires ont été observés lorsque le microbiote provient de patients atteints de troubles du spectre de l’autisme. D’autres travaux ont montré que l’exposition prolongée à une substance produite par certaines bactéries intestinales, le p-crésol, peut modifier la composition du microbiote et entraîner des altérations du comportement social chez la souris. Le microbiote de ces souris suffit ensuite à transmettre ces troubles comportementaux à des souris saines. Ces observations suggèrent que le microbiote intestinal joue un rôle important dans le comportement social. Toutefois, les mécanismes précis reliant l’intestin au cerveau restent mal compris. Plusieurs voies de communication sont envisagées, notamment le système immunitaire, certaines substances produites par les bactéries, ou encore une voie nerveuse directe reliant l’intestin au cerveau, appelée nerf vague. Les objectifs de ce projet sont : 1. Disséquer le rôle de ces voies de communications dans les effets du microbiote sur les comportements sociaux 2. Identifier les cibles thérapeutiques potentielles pour les troubles des interactions sociales.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes par lesquels le microbiote intestinal influence les interactions sociales et les comportements associés à l’autisme. Les résultats attendus offriront de nouveaux éclairages sur l’axe microbiote-intestin-cerveau, en identifiant des cibles pouvant moduler les symptômes comportementaux. À terme, cette recherche pourrait ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques pour lutter contre l’autisme ou les troubles du comportement.
Procédures
•Anesthésie à l’isoflurane pour identification: durée 10 min ; fréquence 1 fois dans la vie de l'animal • Injection d’anticorps (250 μL) : durée 10s ; fréquence deux fois dans la vie de l’animal. •Test de comportements évaluant le phénotype social: durée 10min et 72h en fonction des tests ; 3 tests de 10 min + 1 test de 72h/animal, le tout une fois dans la vie de l’animal• Prélèvement de sang de 20μL après incision de l’extrémité de la queue : durée 10min ; fréquence 6 fois dans la vie de l’animal. • Gavage : durée 5s ; fréquence allant d’une seule fois par jour pendant 4 jours à 4 fois par jour pendant 1 jour en fonction de la procédure. •Vagotomie sous anesthésie générale: durée 1h ; fréquence une fois dans la vie de l’animal.
Impact sur les animaux
Transfert de microbiote fécal (FMT) par gavage oral : Cette procédure peut engendrer un stress lié à la contention et au passage de la sonde, parfois une légère irritation buccale ou œsophagienne. Le gavage répété peut générer une perte de poids ou des troubles digestifs, selon la composition du microbiote transplanté. Transfert de microbiote fécal (FMT) par gavage oral (durée 5 sec): Cette procédure peut engendrer un stress lié à la contention et au passage de la sonde, parfois une légère irritation buccale ou œsophagienne. Le gavage répété peut générer une perte de poids ou des troubles digestifs, selon la composition du microbiote transplanté. Administration d’anticorps (durée 10 sec): Elle expose à un inconfort transitoire lors de l’injection, parfois à une douleur légère ou à un risque d’irritation locale ; des réactions inflammatoires ou allergiques sont rares. Prélèvements de sang dans la veine de la queue (durée 10 min): Risques mineurs tels que douleur à la ponction, formation d’hématome ou saignement local. Le prélèvement peut engendrer un stress lié à la contention. L’identification par puce RFID (durée 10 sec) sous anesthésie générale peut provoquer une légère hypothermie. Analyse comportementale (3 tests de 10 min + 1 test de 72h/ animal): Peut engendrer un stress transitoire lié à l’isolement ou aux manipulations, généralement modéré et temporaire. Les souris génétiquement altérées peuvent présenter une susceptibilité accrue aux infections opportunistes, associée à un risque augmenté de morbidité en cas de contamination. La vagotomie bilatérale sous anesthésie générale peut provoquer douleur et inconfort post-opératoires.
Devenir
À l’issue de chaque procédure, les animaux seront mis à mort afin de permettre le prélèvement d’organes nécessaires à la réalisation d’analyses biologiques. Ces analyses sont indispensables pour approfondir la compréhension des mécanismes impliqués dans notre contexte d’étude.
Remplacement
L’objectif de ce projet est d’étudier les mécanismes par lesquels le microbiote intestinal agit sur le comportement social. Ce projet nécessite donc l’utilisation d’animaux. En effet, les alternatives non animales comme les expériences in-vitro ou les modélisations informatiques (in silico) ne permettent pas actuellement de reproduire la complexité du microbiote ni les interactions avec le système digestif, le système immunitaire et le système nerveux ainsi que l’impact sur le comportement social. Par ailleurs, les études de perte de fonction ne peuvent être menées que chez un animal vivant.
Réduction
Pour l’obtention de résultats statistiquement exploitables, nous utiliserons des tailles d’échantillon garantissant une puissance statistique suffisante pour l’analyse des résultats comportementaux, le nombre de souris ayant été réduit autant que possible. Des calculs de puissance réalisés avec un logiciel dédié (GPower) ont permis de déterminer les effectifs de groupe nécessaires pour observer des effets de taille moyenne avec les tests statistiques adéquats : en cas de distribution normale, nous utiliserons des tests paramétriques (t-test pour comparer 2 échantillons, ANOVA pour comparer n échantillons). En cas de distribution non normale, nous utiliserons des tests non-paramétriques (tests de Mann-Whitney ou de Kruskall Wallis), même si ceux-ci sont moins sensibles. Les résultats seront analysés avec le logiciel GraphPad Prism. Au total, 1734 animaux sont requis pour l’ensemble du projet, ce chiffre ayant été réduit au strict nécessaire en respectant les principes de la règle des 3R. Toutes les étapes expérimentales seront réalisées dans un ordre prédéfini, chaque intervention dépendant des résultats obtenus précédemment. Ainsi, toute procédure non pertinente au vu des données déjà recueillies au cours de procédures précédentes ne sera pas réalisée.
Raffinement
Plusieurs stratégies de raffinement seront mises en œuvre: • Utilisation systématique de l’analgésie pour toutes les procédures invasives, afin de réduire la douleur. • Application de techniques de manipulation respectueuses et de contention douce pour limiter le stress avant, pendant et après les interventions. • Administration d’un volume réduit pour minimiser l’impact de l’injection. • Prélèvement d’un volume très faible de sang• Une phase d’habituation aux dispositifs expérimentaux précèdera les tests comportementaux et ceux-ci seront espacés de 2 jours pour favoriser la récupération des animaux. • Le réveil post-opératoire après la chirurgie de vagotomie se fera dans une chambre de réveil chauffée spécifiquement dédiée. •Surveillance attentive des souris pour détecter rapidement tout signe de douleur, de détresse ou de complication, et intervenir avec euthanasie de l’animal si atteinte de point limite conformément aux recommandations si nécessaire. •La surveillance sera biquotidienne et renforcée pour les souris génétiquement altérées et ces souris seront hébergées dans une armoire d’animalerie ventilée permettant un environnement contrôlé et une atténuation de l’expression éventuelle du phénotype dommageable. Afin de limiter le risque infectieux chez ces souris, l’ensemble des équipements utilisés lors des tests comportementaux (arènes, objets, surfaces de contact) sera nettoyé à l’éthanol 70% entre chaque animal ou chaque groupe, selon les procédures en vigueur.
Choix des espèces
L’autisme entraîne d’importants troubles du comportement, et ces altérations peuvent être reproduites chez le rongeur à l’aide de batteries de tests comportementaux adaptés. La souris constitue un modèle de choix, car son système nerveux et le développement de son cerveau présentent de nombreuses similitudes avec ceux de l’humain, contrairement à d’autres espèces. Par ailleurs, les études de perte de fonction ne peuvent être menées que chez un animal vivant, et la souris offre un excellent compromis entre complexité biologique et faisabilité expérimentale. Ce choix de modèle permet donc d’investiguer les mécanismes impliqués dans les effets du microbiote intestinal sur le comportement de manière pertinente et dans un modèle bien caractérisé. Les souris arrivent au laboratoire à l’âge de 3 semaines (21 jours d’âge). Elles restent d’abord 1 semaine sur place pour s’habituer à leur nouvel environnement. Les expériences commencent lorsqu’elles ont 4 semaines (28 jours d’âge). À cet âge, nous réalisons un transfert de microbiote intestinal (c’est-à-dire que nous leur administrons des bactéries dans leur intestin). Leur comportement sera ensuite étudié lorsqu’elles seront adultes, à 8 semaines d’âge (56 jours d’âge). Certaines souris subissent une intervention chirurgicale qui consiste à sectionner une partie du nerf (le nerf vague) qui relie l’intestin au cerveau. Dans ce cas, les souris arrivent à l’âge de 5 semaines (35 jours d’âge) puis sont utilisées dès la semaine suivante après 1 semaine d’habituation au nouvel environnement. La chirurgie sous anesthésie générale sera réalisée sur la souris âgée de 45 jours. Une période de repos de 2 semaines après la chirurgie permettra une récupération optimale. Après récupération, les souris subiront un transfert de microbiote intestinal à l’âge de 8-9 semaines (56-63 jours d’âge). Trois semaines après le transfert de microbiote intestinal, le comportement sera analysé (77-84 jours d’âge).
Effets de gradients environnementaux climatiques et des pressions anthropiques sur la sénescence biologique dans des populations naturelles de lézards
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Capturés dans des populations naturelles, 1 125 lézards vivipares vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, tous relâchés à l'endroit de leur capture. Chaque individu subit une mesure de température corporelle, des mesures de taille et de masse, des photographies, un prélèvement de tissu caudal et, pour les adultes, une prise de sang au sinus suborbital sur animal vigile, puis jusqu'à six heures d'attente en tube individuel. Le projet cherche à mesurer comment le réchauffement, l'humidité, le couvert forestier, le tourisme et l'agriculture accélèrent l'érosion des télomères et la sénescence des individus. Le porteur justifie le relâcher par les autorisations de capture d'une espèce protégée et par ses suivis de population à long terme.
Objectifs
Le changement climatique bouleverse les équilibres écologiques des animaux ectothermes pour lesquels toute activité physiologique dépend de l’environnement thermique. Chez ces espèces, l’augmentation des températures environnementales accélère les processus métaboliques et physiologiques et favorise l’accumulation de dommages biologiques. Par exemple, des dérivés réactifs de l’oxygène s’accumulent au sein de l’organisme et occasionnent des dégâts importants à l’ADN ou favorisent l’érosion des télomères. Avec le réchauffement climatique, ces dommages liés au stress sont plus intenses et plus fréquents et peuvent accélérer le vieillissement cellulaire, entraîner une sénescence précoce des individus et diminuer leur longévité. Des travaux sur le lézard Zootoca vivipara ont par exemple démontré un lien entre longueur des télomères, réchauffement climatique et risque d’extinction locale dans les populations de lézard vivipare du Massif Central. Cependant, si certaines populations semblent particulièrement menacées par le réchauffement climatique, d’autres semblent peu impactées et nous suspectons donc que d’autres facteurs environnementaux interfèrent dans les processus physiologiques ou écologiques du déclin comme l’humidité, le couvert forestier ou des perturbations liées au tourisme ou à l’agriculture. Pour explorer ces effets, nous procéderons à un bilan écophysiologique de plusieurs populations à reproduction ovipare réparties sur un gradient d'altitude de plus de 2500 m étalé entre les Landes et les Hautes-Pyrénées. Nous contrasterons le long de ce gradient altitudinal deux niveaux de précipitation (humide et sèche) et échantillonnerons à la fois des populations éloignées et d’autres proches de zones d’activités humaines (pastoralisme et tourisme). En échantillonnant des populations ovipares dans la région sud-ouest de la France, nous pourrons tester si les altérations physiologiques observées le long d’un gradient climatique sont comparables ou non à celles déjà mises en évidence avec des protocoles semblables dans des populations vivipares du Massif Central.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif de faire progresser notre compréhension des effets environnementaux sur le stress chronique et le vieillissement biologique dans les populations ovipares de lézards vivipares. Nos précédents travaux suggèrent l'existence d'une boucle d’accélération de la sénescence avec le réchauffement climatique. Elle implique notamment la transmission de télomères érodés des parents à leur descendance sous l’effet du stress et participe à accélérer l’extinction locale de populations. Ils suggèrent aussi une variation de ces processus thermiques entre populations. Ce projet permettra de franchir une étape complémentaire dans la compréhension écologique et physiologique de ce processus. Surtout, en caractérisant finement les différences de conditions environnementales entre populations, et au sein même des populations, nous pourrons mieux comprendre quels facteurs du milieu peuvent atténuer ou amplifier cette boucle d’accélération du stress (altitude et climat d’un côté versus précipitations, micro-habitat et perturbations anthropiques de l’autre).
Procédures
Une fois capturés, les individus feront l'objet d'une mesure de température corporelle puis de mesures morphométriques (taille et masse corporelle), photométriques (face ventrale et dorsale) et de prélevements sur animaux vigiles (une prise de sang sur les adultes et un prélèvement de tissu caudal sur tous les individus). L'ensemble des actes est effectué par un experimentateur aguerri aux gestes techniques afin de ne pas dépasser 10 minutes de contention. Les animaux seront conservés temporairement dans des tubes pendant un maximum de six heures.
Impact sur les animaux
Une première nuisance transitoire sera associée au stress induit par la capture et lors de la contention nécessaire aux mesures. Une seconde nuisance sera associée aux prélèvements de tissus et à la prise de sang par un microcapillaire au niveau du sinus suborbital.
Devenir
L'ensemble des animaux sera relâché à l'endroit de leur capture 6 heures après les captures. Le fait de devoir relacher les animaux est obligatoire étant donné les demandes d'autorisation de capture de cette espèce protégée et pour nos suivis à long terme des populations étudiées.
Remplacement
Il existe des modèles mécanistiques pour décrire le fonctionnement hydrique, thermique et métabolique des lézards mais pas pour leur vieillissement biologique. Il n’est donc pas possible de remplacer in vivo ou in silico le modèle biologique utilisé car cette étude vise à comprendre l’effet du changement climatique et des variations environnementales sur l’augmentation du stress métabolique et l’accélération du cycle de vie des individus en conditions naturelles. Le projet nécessite donc l’utilisation d’animaux sauvages afin de pouvoir comparer les effets des conditions de l’environnement local entre populations.
Réduction
Un nombre important d’animaux sera utilisé pour quantifier les conséquences de caractéristiques individuelles et environnementales sur le vieillissement biologique des individus. Pour correctement caractériser l’effet des facteurs individuels (e.g., âge, sexe), nous avons estimé en tenant compte de nos travaux précédents qu’un effectif de 45 individus par population permettrait d’obtenir une population statistique suffisante à nos analyses. Ce choix est justifié par un test de puissance statistique sur une ANOVA pour une taille d'effet équivalente à l'étude que nous avons menée en 2022 et en 2025 dans les populations du Massif Central. Cet échantillon comportera 25 adultes et 20 subadultes. Le nombre plus important d’adultes permettra de correctement caractériser l’effet de l’âge (2 à 10 ans d’âge en moyenne) qui peut varier entre chaque individu. Dans la mesure du possible, nous équilibrerons les sex-ratios, même si la probabilité de capturer des mâles adultes diminue fortement avec l’avancement de la saison. Pour correctement caractériser les effets environnementaux, nous capturerons cet effectif dans 25 populations. Ces populations sont réparties selon un gradient altitudinal (0 à 2500m) qui permet de correctement échantillonner des populations chaudes, intermédiaires et froides contrastées pour leurs précipitations, le couvert végétal et les perturbations anthropiques au sein de chaque classe altitude-température. Les sites d’étude ont été choisis parmi une liste de populations connues de nos équipes de façon à maximiser les différences environnementales et phénotypiques. Pour réduire notre impact sur les populations, chacune d’entre elle sera visitée un maximum de trois fois, même si les effectifs ne sont pas tout à fait atteints sur certaines d’entre elles. L’effectif total sera donc de 45 individus maximum pour 25 populations, soit 1125 lézards. Une technique d'imagerie sera utilisée pour identifier les animaux.
Raffinement
Les populations seront visitées chronologiquement en suivant leur phénologie naturelle pour collecter des individus à des stades de vie similaires et de minimiser les biais de comparaisons entre populations. La période de capture (mai/juin) correspond à une période où les individus se sont déjà reproduits et à laquelle les femelles entament leur gestation. Les captures seront effectuées par du personnel formé afin d’éviter les événements d’autotomie. La contention des individus suivant la capture sera limitée à quelques secondes. Une fois la température corporelle prélevée, les lézards seront immédiatement isolés en tubes individuels opaques, ventilés et équipés d’un morceau de papier absorbant humide. Ces tubes seront placés dans un conteneur ventilé et maintenu à une température constante (25°C). Le conteneur possède un thermomètre interne muni d’une alarme sonore nous indiquant si les températures dépassent les 26°C (température létale autour des 40°C). L’ensemble des mesures sera effectué sur le terrain pour éviter le stress de transport vers un laboratoire. Pour limiter la détresse associée à la contention lors des mesures, nous effectuerons ces dernières en moins de 10 minutes. Les mesures seront effectuées par un expérimentateur entraîné et assisté d’une équipe en charge de la logistique de chaque individu. Pour éviter des manipulations inutiles, les individus de moins de 2 g ne subiront pas de prise de sang. Des mesures d’hygiène strictes seront appliquées pour éviter toute contamination entre individus (e.g., thermomètres, outils chirurgicaux et scanners nettoyés entre chaque animal, et mains des expérimentateurs avec des lingettes imprégnées d'hypochlorite de sodium). Des points limites seront appliqués tout au long des procédures, avec l’arrêt immédiat des actes en cas d’atteinte de ces derniers. Un transfert vers un élevage en captivité sera alors envisagé. Après les mesures, les individus seront maintenus en observation et réhydratés avec un buvard humecté afin de surveiller leur état de santé. Nous enregistrons les coordonnées GPS du point de capture afin de relâcher les individus dans leur domaine vital une fois nos mesures prises. En cas de recapture (identifiée grâce au prélèvement caudal), les individus seront relâchés immédiatement. Les individus seront relâchés depuis leur tube, pour éviter une manipulation supplémentaire.
Choix des espèces
Notre étude vise à comprendre comment les conditions environnementales locales altèrent le niveau de stress et la dynamique de sénescence des populations de lézards vivipares dans le sud-ouest de leur répartition en Europe, au sein de l’aire de distribution d’un clade à reproduction ovipare. Il est donc indispensable d’avoir recours à des animaux issus de la faune sauvage pour atteindre nos objectifs et à différentes classes d'âge dont des jeunes et des vieux lézards.
Etude des mécanismes cérébraux de la prise de décision dans les troubles du spectre autistique – MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
631 souris vont être utilisées, toutes tuées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes subissent une neurochirurgie de 45 minutes à une heure trente, puis un branchement quotidien de leurs implants à électrodes, certaines recevant quatre injections intrapéritonéales sous contention. L'optogénétique employée peut déclencher des mouvements incontrôlables, lever une patte ou tourner la tête, que le porteur décrit comme non douloureux. Il présente les tests comportementaux, des "jeux de décisions" fondés sur la récompense, comme "positifs pour le bien-être animal", et écrit que ce protocole augmente le bien-être des souris.
Objectifs
En temps normal, les synapses (les espaces de contact et de communication entre neurones) présentent un équilibre entre stabilité et plasticité qui permet à un individu d'être "flexible" sur le plan comportemental : il a un schéma de fonctionnement stable dans son environnement (croyances, habitudes) mais il peut s'adapter à un changement d'environnement. La flexibilité comportementale est un processus central au développement social et cognitif typique des individus. Les troubles du spectre autistique (TSA) sont caractérisés par une forte altération de cette flexibilité comportementale. Les TSA résultent parfois d'une variation sur un gène qui maintient l'équilibre entre plasticité et stabilité synaptique, car ce gène permet de fabriquer les protéines de "charpente" pour les synapses . Nous testerons donc le lien entre les protéines de "charpente" liées aux TSA, la plasticité neuronale et la flexibilité dans un contexte d'apprentissage. Notre hypothèse est que le lien entre protéines synaptiques et flexibilité comportemental est fait dans les différentes aires du cortex préfrontal, nous cherchons donc à comprendre comment.
Bénéfices attendus
Précisément, nous déterminerons: - le rôle causal des aires du cortex préfrontal dans la flexibilité - le codage au niveau neuronal de la flexibilité dans les différentes aires préfrontales - le rôle des protéines de "charpente" dans ces processus.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à des neurochirurgies. La durée de l'opération est de 45 minutes à 1h30, avec toutes les précautions possibles pour éviter la douleur (anesthésie gazeuse, anesthéisques locaux, morphiniques en péri-opératoire). Les seules manipulations quotidiennes consisteront en un branchement des implants à électrodes (geste non douloureux). Des injections intra-péritonéales seront réalisées pour certains animaux (4 injections par animal sur la totalité de l'expérience). Le reste des procédures implique des tests comportementaux de type "jeux de décisions", basés sur des récompenses, et décrits comme positifs pour le bien-être animal dans la littérature
Impact sur les animaux
Les animaux qui subiront des neurochirurgies peuvent éventuellement avoir des douleurs associées aux interventions effectuées sur l'os mais aussi au niveau des sutures. Certains effets indésirables peuvent être causés par une technique ("optogénétique") qui permet d’allumer ou d’éteindre des neurones grâce à la lumière comme troubler l'activité locomotrice (le mouvement est incontrôlable mais non douloureux, comme lever une patte ou tourner un peu la tête). Les animaux d'une des procédures auront des contentions (pour lesquelles ils seront habitués en douceur) en vue d'injections intrapéritonéales sur quatre jours.
Devenir
Les animaux sont tous mis à mort après les procédures pour vérifier que les sites (les zones très précises du cerveau) pour l'injection et d'implantation sont corrects.
Remplacement
Nous cherchons à évaluer le rôle des neurones pendant le comportement de décision, il est donc impossible de remplacer les méthodes in vivo par des methodes in vitro.
Réduction
Nous avons déjà effectué des expériences similaires (pour étudier d'autres zones cérébrales) ce qui nous permet de réduire le nombre d'animaux au strict nécessaire. De plus nous développons un modèle informatique de réseau de neurones récurrent capable de modéliser la prise de décision. L'activité électrique des neurones y est fonction des connexions synaptiques, qui elle-mêmes évoluent en fonction de l'activité électrique des neurones et des récompenses reçues par l'animal (plasticité synaptique). ce modèle fournira des prédictions précises sur ce qu'il est important d'enregister comme activité électrique, ce qui réduit le nombre d'animaux.
Raffinement
Pour diminuer et abolir les douleurs chirurgicales, nous utilisons une combinaison d'anesthésiques et d'antiinflammatoires pendant la chirurgie et en péri-opératoire. La technique sera réalisée en conditions d'asepsie pour prévenir les infections. Si la technique ("optogénétique") qui permet d’allumer ou d’éteindre des neurones grâce à la lumière déclenche des mouvements incontrôlables, même non douloureux, comme lever une patte ou tourner un peu la tête, le protocole sera interrompu. Le protocole sera aussi interrompu si les points limites définis sont atteints. Nous tiendrons une feuille de suivi post-opératoire sur les deux jours suivant l'opération pour évaluer rapidement ces points. Le stress de l’animal sera limité par un enrichissement permanent de l’environnement, ainsi qu’une habituation quotidienne à l’expérimentateur/rice et à la salle expérimentale. Le protocole de comportement consiste en un jeu de décisions et augmente le bien-être des animaux.
Choix des espèces
Le système de décision (le circuit de la récompense) est plus proche anatomiquement et fonctionnellement entre mammifère (rongeurs et Humains) qu'entre mammifères et invertébrés, poissons ou oiseaux. De plus, la génétique de la souris offre des outils de modulations des réseaux neuronaux. Enfin, nos tâches comportementales de type "jeux" ont été spécifiquement développées et adaptées à l'étude des prises de décision de la souris, tout en assurant leur bien-être. Ce projet implique d'utiliser des groupes de souris de même stade de développement (8 semaines) qui est un stade classique dans les études sur les prises de décision (8 semaines étant considéré comme le début de l'âge adulte dans cette espèce).
Suivi comportemental de la lamproie marine par radio télémétrie
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Capturées dans un piège lors de leur migration de reproduction, 300 lamproies marines sauvages vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis relâchées dans la rivière. Chaque poisson est maintenu jusqu'à 18 heures en bassin de stabulation, anesthésié, mesuré, pesé, puis équipé d'un émetteur radio et acoustique implanté dans la cavité abdominale, avant un réveil d'une dizaine de minutes en nasse amarrée d'où il repart seul. L'espèce figure sur la liste rouge de l'UICN en France et ses indicateurs de population baissent depuis onze ans, avec une absence récurrente de nids. L'effectif retenu, deux échantillons de 30 lamproies par an pendant cinq ans, est justifié par la variabilité des débits et par une mortalité naturelle qui "pourrait réduire légèrement" ce nombre.
Objectifs
La lamproie marine est un poisson migrateur amphihalin, c’est-à-dire qu’il effectue une partie de son cycle biologique dans l’océan (phase de grossissement) et l’autre partie en eau douce (phase de reproduction et développement des larves). Cette espèce est historiquement présente sur de nombreux systèmes fluvio-estuariens. Elle fait partie depuis 1992 des espèces prioritaires d’intérêt communautaire de l’Union Européenne qui doivent être protégées au titre de la biodiversité grâce à la conservation des habitats naturels aquatiques. Elle est inscrite sur la liste rouge des espèces menacées en France par l’UICN (Union Internationale pour la Conservation de la Nature). Les principales menaces recensées sur cette espèce sont l’entrave à la libre circulation (difficulté d’accès aux frayères du fait des barrages présents sur les cours d’eau), la dégradation potentielle de l’habitat nécessaire à la reproduction et une prédation en rivière lors de sa migration. De nombreux suivis sont mis en place depuis ces dernières années pour suivre l’état des populations (comptages sur frayères ainsi qu’au niveau de stations de contrôle et suivi de l’efficacité de la reproduction). Or, depuis presque 11 ans, l’ensemble de ces indicateurs est à la baisse, et tendent vers un constat de situation alarmante de la population avec notamment une absence récurrente de reproduction (absence de nids). Des suivis complémentaires doivent donc être mis en place afin d’évaluer le comportement de migration d’un échantillon de la population préalablement équipé d’émetteurs radio et acoustique afin de comprendre la réelle problématique rencontrée lors de cette phase fondamentale du cycle de vie.
Bénéfices attendus
L'objectif de cette étude est de mieux appréhender le comportement des lamproies marines pendant la phase de migration. Il s'agit d'une approche intraspécifique chez la lamproie où la variabilité des trajectoires individuelles sera décrite pour une prise en compte spatiale et temporelle des données de suivi par télémétrie. L’étude cherche à amener des éléments pertinents permettant d’expliquer la chute drastique du stock reproducteur.
Procédures
La procédure débute par le prélèvement des poissons dans la zone de stabulation. Les poissons seront capturés dans un piège puis ils auront une anesthésie d’une durée de 1 à 2 minutes. Une fois sédaté, le poisson fait l’objet de mesures de taille et de poids durant environ 1 minute, avant de procéder à un marquage unique télémétrique et acoustique dans la cavité abdominale, en moins de cinq minutes. La totalité des opérations effectuées pendant la phase de sédation ne dépasse pas 5 minutes. Enfin, le poisson est placé dans une nasse de réveil pour une durée d’environ 10 minutes, assurant une récupération complète avant son retour dans le milieu naturel. Cette nasse de réveil est amarrée dans la rivière et dispose d’ouvertures sur les bords permettant aux lamproies de partir d’elles même lorsqu’elles sont réveillées sans manipulation humaine supplémentaire.
Impact sur les animaux
Les nuisances potentielles sont les suivantes : - Stress du maintien des lamproies dans les bassins de stabulation (durée max 18 heures, intensité légère et modérée) - Stress de la contention et anesthésie (durée totale < 4 min intensité légère), - Stress du marquage pour l’insertion des marques (durée < 5 min, intensité légère) - Retard migratoire (temps de piégeage et manipulations estimée entre 10 et 30 min nuisance légère) - Inconfort et douleurs légères post marquage (classe légère durée < 10 min)
Devenir
Tous les poissons seront libres dans leur milieu naturel
Remplacement
Le projet porte sur le comportement migratoire des lamproies, il n’est pas possible d’appliquer la règle du remplacement. Il est donc indispensable de recourir à des individus de l’espèce et du stade visé (lamproie marine adulte en migration de reproduction) afin d’obtenir des données pertinentes.
Réduction
Dans des systèmes ouverts de grande taille, le choix de deux échantillons contenants chacun n=30 lamproies/an correspond au minimum d'individus nécessaires pour rendre compte des variabilités des paramètres environnementaux (débit notamment) et de la variabilité intraspécifique sachant que la mortalité naturelle pourrait réduire légèrement cet effectif. Par ailleurs, la reconduction de l’étude pendant 5 ans permet de mener les suivis dans différentes conditions environnementales et ainsi objectiver les résultats vis-à-vis des différents partenaires techniques.
Raffinement
L’ensemble des manipulations a été raffiné et conçu pour limiter au maximum le stress et l’épuisement des animaux. Le marquage des animaux est réalisé sous anesthésie générale. Les animaux seront suivis jusqu’à récupération complète après l’anesthésie et relâchés dans le milieu naturel. Aucun poisson faible ou malade ne sera sélectionné pour l’implantation de l’émetteur (mycose, nageoire abîmée…). Par ailleurs, le poids des individus marqués sera toujours supérieur ou égal à 1000 g pour que la marque ne représente pas plus de 1 % du poids de l’individu et ainsi garantir au maximum un comportement normal après implantation de la marque. En cas de difficulté à l’endormir, la lamproie sera positionnée dans l’eau claire pour un réveil total avant d’être relâchée dans le milieu naturel sans être marquée. Une injection d'un analgésique sera effectuée pour réduire la douleur post opératoire au droit de l'incision.
Choix des espèces
L’étude cible la migration de la lamproie marine et cherche à amener des éléments pertinents permettant d’expliquer la chute drastique du stock reproducteur. L’objectif étant d’étudier le comportement des lamproies pendant leur migration de reproduction sur la partie moyenne des fleuves. Les individus utilisés seront donc nécessairement adultes et matures sexuellement.
État du réseau neuronal responsable du sommeil chez un modèle de souris transgénique de sclérose latérale amyotrophique
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Opérées sous anesthésie pendant une heure trente pour l'implantation d'électrodes, puis maintenues éveillées deux heures ou privées de sommeil paradoxal pendant 48 heures par un dispositif qui secoue leur cage, 192 souris porteuses d'une mutation de la sclérose latérale amyotrophique subissent des procédures d'un niveau de souffrance modéré. L'élevage nécessaire porte le total à 378 souris, toutes tuées. L'objectif est de cartographier l'activité des réseaux cérébraux du sommeil avant l'apparition des symptômes moteurs, une question que le porteur présente comme jamais explorée. Il écrit que ce "sacrifice" est justifié par la "nécessité" d'accéder au tissu cérébral pour le marquage post-mortem des neurones activés.
Objectifs
La Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA), aussi connue sous le nom de maladie de Charcot, est une maladie neurologique grave et incurable qui s'attaque aux cellules nerveuses contrôlant les muscles. Elle entraîne une paralysie progressive et conduit malheureusement au décès, généralement 2 à 5 ans après l'apparition des symptômes. Si la paralysie est le symptôme le plus connu, la maladie provoque également d'autres problèmes sévères qui dégradent fortement la qualité de vie des patients, notamment une perte de poids importante et des troubles majeurs du sommeil. Pour étudier cette maladie, la recherche utilise des modèles animaux (souris) qui développent des symptômes très similaires. Aujourd'hui, nous ne comprenons toujours pas précisément pourquoi la SLA perturbe aussi gravement le sommeil. Les premières pistes suggèrent un dysfonctionnement dans une petite zone du cerveau (l'hypothalamus), qui gère à la fois l'appétit et le sommeil. Cependant, le cycle veille-sommeil est en réalité contrôlé par un ensemble de réseaux de neurones bien plus complexes et interconnectés, situés dans différentes zones du cerveau. L'état de ces autres réseaux n'a jamais encore été étudié dans le contexte de la SLA. L'objectif de notre projet est donc de combler cette lacune fondamentale. Nous allons, pour la première fois, cartographier l'activité de tous ces réseaux cérébraux durant les différentes phases de vigilance (éveil, sommeil léger et sommeil profond). Cette "cartographie" nous permettra d'identifier précisément quels circuits du sommeil sont altérés par la maladie, une étape essentielle pour comprendre l'origine de ces troubles et espérer un jour développer des traitements pour améliorer la qualité de vie des patients.
Bénéfices attendus
Ce projet est important car il nous aidera à comprendre exactement pourquoi le sommeil est si perturbé chez les personnes atteintes de SLA, un symptôme qui dégrade fortement leur qualité de vie au quotidien. En réussissant à identifier précisément quelles zones du cerveau sont responsables de ces troubles, nous espérons ouvrir la voie au développement de nouveaux traitements. L'objectif à terme serait de pouvoir corriger ces problèmes très tôt dans l'évolution de la maladie, et peut-être même avant que les symptômes moteurs, comme la paralysie, ne commencent à apparaître.
Procédures
Les souris transgéniques utilisées dans les expérimentations de ce projet seront soumises à une seule procédure chirurgicale. Cette chirurgie consiste en une implantation d’électrodes pour les enregistrements du sommeil. Elle est faite sous anestesie d’une durée totale de 1h30. À la fin du protocole, toutes les souris seront séparées en 3 groupes : Le groupe "Éveil" : Pour étudier le cerveau en état d'éveil, nous maintiendrons un groupe de souris éveillé pendant 2 heures. Le groupe "Sommeil lent" : Pour la comparaison, un deuxième groupe sera laissé au repos complet dans sa cage habituelle, pendant exactement la même période. Le groupe "Sommeil paradoxal" (Sommeil des rêves) : Pour étudier spécifiquement les effets du "sommeil paradoxal", nous utiliserons un système automatisé développé par notre équipe. Ce système surveille la souris et détecte le moment précis où elle entre dans cette phase de rêve. Il envoie alors une stimulation très légère, juste assez pour interrompre cette phase spécifique, sans pour autant réveiller complètement l'animal ni le stresser. Cette privation qui dure 48h sera suivie d’un rebond de 2 heures, durant lequel la quantité de sommeil paradoxal augmente fortement.
Impact sur les animaux
Une chirurgie légère sous anesthésie générale : Un traitement antidouleur est administré systématiquement avant l’intervention, combinant deux analgésiques complémentaires. Une douleur post-opératoire transitoire peut survenir mais est prise en charge efficacement par une analgésie continue. Une période de récupération de 10 jours est prévue, avec un suivi quotidien par fiche d’observation. Une privation sélective du sommeil paradoxal de 48h est également réalisée, qui interrompt doucement chaque épisode de REM par un léger mouvement de la cage, sans générer de stress significatif. L’ensemble du protocole est conçu pour minimiser toute souffrance ou détresse des animaux.
Devenir
À l’issue de l’ensemble des procédures expérimentales, les animaux seront euthanasiés de manière rapide et éthique afin de permettre l’analyse histologique du cerveau, notamment des structures activées pendant l’éveil, le sommeil lent et le sommeil paradoxal (via le marquage cFos). Cette étape est indispensable pour atteindre les objectifs scientifiques du projet, en identifiant précisément les neurones recrutés après manipulation expérimentale. L’euthanasie sera réalisée sous anesthésie profonde terminale, garantissant l’absence de douleur ou de souffrance. Aucun animal ne sera réutilisé dans un autre protocole. Ce sacrifice est justifié par la nécessité d’accéder au tissu cérébral pour les analyses anatomiques post-mortem.
Remplacement
L'étude des circuits neuronaux régulant le sommeil et leur dysfonctionnement dans une maladie aussi complexe que la maladie de charcot ne peut être modélisée autrement que par l’animal. La souris est un modèle important et pertinent dans l’étude du sommeil et de la maladie de charcot, sa neuroanatomie des circuits du sommeil est bien caractérisée et proche de celle de l'homme. De plus, les modèles transgéniques de souris sont des modèles expérimentaux très puissants (génétique connue, commercialisation d’outils moléculaires, etc). Le modèle murin est le plus pertinent car sa neuroanatomie des circuits du sommeil est bien caractérisée et proche de celle de l'homme.
Réduction
La taille d’échantillon a été déterminée à partir de données préliminaires de l’équipe sur des paramètres de sommeil et d’activité locomotrice, en tenant compte de la variabilité interindividuelle observée. Un minimum de 16 animaux par groupe est nécessaire pour détecter un effet significatif portant le nombre d’animaux à 192 animaux sur l’ensemble du projet. Aucun test inutile ou répété n’est prévu : chaque animal ne participe qu’à un seul paradigme de sommeil et l’ensemble des données exploitables est recueilli sur le même individu, ce qui contribue à limiter le nombre total d’animaux. un élevage sera mis en place dans l'animalerie du laboratoire, portant ainsi le nombre de souris total du projet à 378, permettant le maintient de l’élevage.
Raffinement
Plusieurs mesures de raffinement sont mises en œuvre à toutes les étapes du protocole. La chirurgie d’implantation d’éléctrodes est réalisée sous anesthésie générale avec analgésie systématique. Les animaux sont installés sur un tapis chauffant, leurs yeux sont protégés par un gel ophtalmique, puis ils sont suivis quotidiennement pendant au moins 10 jours. En cas de dépassement des points limites définis, les animaux sont immédiatement retirés du protocole et mis à mort. Les conditions d’hébergement sont règlementaires : enrichissement systématique des cages (matériel de nidification, bâtonnets à ronger), limitation du bruit et de la lumière, manipulations réalisées par un personnel formé et, autant que possible, par les mêmes expérimentateurs afin de limiter le stress. La privation sélective de sommeil paradoxal repose sur un système validé qui interrompt les épisodes de REM par un déplacement très léger de la cage, sans augmentation mesurable du stress. Enfin, compte tenu des souris qui vont devellopper une maladie neurodegenerative du système moteur, elle seront mises à mort avant toute apparition des symptomes.
Choix des espèces
La souris (Mus musculus) est l’espèce de référence pour l’étude expérimentale de la maladie de charcot et de la régulation du sommeil. Ses circuits du sommeil sont bien décrits et proches de ceux de l’humain, et il existe des lignées transgéniques de la maladie largement caractérisées. Les techniques utilisés dans ce projet ne sont actuellement possible que chez la souris. Dans le cadre de la question posée aucune autre espèce ne permettrait de répondre aussi précisément, et aucun modèle non animal ne peut reproduire l’organisation fonctionnelle des réseaux du sommeil in vivo. Les animaux seront utilisés à partir d’environ 60 jours d’âge, au moment de la chirurgie. Ce stade correspond à un âge adulte jeune chez la souris, où les circuits du sommeil sont matures et un stade présymptomatique. Tous les enregistrements de sommeil et les paradigmes comportementaux seront réalisés entre 2 et 3 mois d’âge afin d’étudier spécifiquement les altérations précoces des réseaux d’éveil et de sommeil.
Phénotypage comportemental d’un nouveau modèle murin pour la schizophrénie
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Soumises à un maximum de huit tests comportementaux répartis sur sept semaines, dont un jeûne de 24 heures et des nuits en cage individuelle, 180 souris privées d'un gène vont toutes être tuées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L'invalidation du gène peut provoquer des crises d'épilepsie après l'âge de 12 semaines, ce qui conduit l'équipe à programmer les tests entre 6 et 12 semaines. L'objectif déclaré est de caractériser le comportement de cette lignée sur la souche CD1, pour disposer ensuite d'un modèle de schizophrénie où tester des traitements. Les tests censés mesurer l'anxiété, la motivation, la sociabilité et la mémoire ne sont nommés nulle part.
Objectifs
Notre projet cherche à mieux comprendre les mécanismes du cerveau impliqués dans la schizophrénie, une maladie psychiatrique complexe qui touche environ 1 % de la population. Cette pathologie se manifeste par deux grands types de symptômes : • les symptômes positifs, comme les hallucinations, les délires ou les troubles de la pensée ; • et les symptômes négatifs, tels que la perte de plaisir (anhédonie), la dépression, le retrait social ou les difficultés de concentration et de mémoire. De nombreuses études montrent que la schizophrénie serait liée à un mauvais fonctionnement de la communication chimique des neurones. Notre recherche s’intéresse à une protéine particulière, qui joue un rôle clé dans le stockage et la libération des messagers chimiques. Si cette protéine fonctionne mal, la communication entre les neurones devient désorganisée, ce qui pourrait contribuer à certains symptômes de la schizophrénie. Pour explorer cette hypothèse, nous utilisons une lignée de souris dépourvues de cette protéine, afin d’étudier comment cette absence modifie leur comportement. Nous mesurons notamment des paramètres liés à l’anxiété, la motivation, la dépression, la sociabilité, la mémoire et l’activité locomotrice, qui peuvent être altérés chez les patients schizophrènes. Certaines de ces évaluations sont déjà commencées sur un autre modèle murin proche, mais nous devrons les valider spécifiquement sur la souche utilisée (CD1), de par la spécialité scientifique et technique de l’équipe de recherche qui va l’utiliser. La caractérisation du comportement de ces souris est nécessaire car le fond génétique peut influencer les résultats et elle permettra d’avoir des connaissances approfondies des symptômes associés au manque de communication neuronal, liée à l’absence de la protéine étudiée. A terme, nous disposerons d’un modèle expérimental complet et pertinent pour tester de nouvelles approches thérapeutiques liées aux maladies psychiatriques
Bénéfices attendus
Les résultats attendus permettront de mieux relier les phénomènes biologiques observés au niveau cellulaire aux comportements mesurés chez l’animal, ouvrant la voie à une approche plus intégrée du fonctionnement cérébral. Ce travail contribuera à la création d’un modèle expérimental de référence, utile pour tester de nouvelles hypothèses et évaluer des traitements innovants ciblant les déséquilibres de la transmission nerveuse. À long terme, ces recherches aideront à mieux comprendre les bases cérébrales des troubles psychiatriques chroniques et à favoriser le développement de thérapies plus efficaces et mieux ciblées, offrant de nouvelles perspectives pour les patients souffrant de schizophrénie ou de pathologies apparentées.
Procédures
Les animaux seront soumis à des tests comportementaux destinés à évaluer les performances sociales, cognitives et émotionnelles dans le modèle de souris invalidées pour un gène potentiellement impliqué dans la schizophrénie. Chaque test dure entre 5 minutes à 1 nuit par session, selon la nature de la tâche, et peut s’étendre sur 1 à 4 jours consécutifs pour les épreuves nécessitant une phase d’apprentissage ou de conditionnement. Une période minimale de 48h sépare deux tests successifs pour éviter toute fatigue ou interférence comportementale. Chaque souris réalisera un maximum de 8 tests comportementaux répartis sur une durée de 7 semaines, pour un temps cumulé d’observation inférieur à 90 minutes par animal. Une partie des animaux recevra un traitement pharmacologique, 10 à 30 minutes avant le test.
Impact sur les animaux
D’après les données disponibles dans la littérature et les observations préliminaires, l’invalidation du gène peut induire des crises d’épilepsie occasionnelles après l’âge de 12 semaines et aussi des troubles émotionnels ou sociaux, tels qu’une augmentation de l’anxiété, une réduction de la sociabilité ou des signes de type dépressif. Les animaux seront soumis à différentes sessions de tests d’une durée comprise entre 5 minutes à 1 nuit, espacées d’au moins 48 heures pour limiter la fatigue et le stress cumulés. Ces tests peuvent générer des stress légers à modérés, liés à l’exposition temporaire à la lumière, la découverte d’un nouvel environnement ou de l’inconfort et de la résignation. Certains tests nécessiteront une mise en cage individuelle temporairement (12 h nocturne ou 24h) afin de mesurer les consommations individuelles de boisson, la préférence sociale ou les comportements compulsifs. Un des tests comprendra un jeûne limité à 24 heures, strictement encadré, avec contrôle du poids (perte inférieure à 10 %) et réalimentation immédiate après le test. Les injections ponctuelles réalisées uniquement sur certains animaux (solution saline ou molécules de référence) peuvent induire un inconfort, voir douleur aigûe légère au moment de l’administration, de courte durée, ainsi que des effets pharmacologiques attendus (légère sédation ou hyperactivité, retrait social, des modifications des perceptions sensori-motrices ou une modification du niveau d’anxiété). Ces effets sont réversibles en moins d’une heure.
Devenir
Toutes les procédures : Les animaux sont mis à mort en fin de procédure afin de réaliser des analyses post-mortem des tissus nerveux.
Remplacement
Il n’existe actuellement aucune méthode alternative in vitro ou in silico permettant de reproduire la complexité des comportements étudiés dans ce projet. Les tests comportementaux envisagés nécessitent d’évaluer des réponses motrices, émotionnelles, sociales et cognitives intégrées, qui ne peuvent être observées que chez un animal vivant et vigile. Les modèles cellulaires ou informatiques permettent d’explorer certains aspects moléculaires ou synaptiques, mais ils ne peuvent pas rendre compte des interactions dynamiques entre circuits neuronaux impliquées dans la régulation du comportement.
Réduction
Le nombre de souris utilisées a été calculé pour obtenir des résultats fiables tout en limitant au maximum le nombre d’animaux. Les expériences tiennent compte des différences entre mâles et femelles et du type de souris étudié (avec ou sans le gène muté). Une première phase servira à valider les tests, puis les autres permettront d’observer les effets du gène seul. Les mêmes animaux seront testés plusieurs fois, sans compromettre leur bien-être ni la qualité des résultats.
Raffinement
Les animaux sont hébergés dans des animaleries agréées dont le fonctionnement est conçu pour maximiser leur confort et limiter toute source de souffrance ou de stress. Les souris sont hébergées en groupes sociaux stables afin de préserver leurs interactions sociales naturelles. Un enrichissement du milieu est systématiquement mis en place dans chaque cage, comprenant des carrés de coton pour la nidation, des tunnels transparents favorisant l’exploration et la cache, ainsi que des barreaux de bois à ronger pour satisfaire les comportements de mastication. Les animaux font l’objet d’une surveillance quotidienne par le personnel zootechnique et les expérimentateurs afin de détecter précocement tout signe d’inconfort, de stress ou d’altération de l’état général (prostration, apathie, comportements anormaux). Les souris seront progressivement habituées à l’expérimentateur et aux environnements de test pour limiter les réactions de peur ou de nouveauté. Les manipulations seront exclusivement réalisées à l’aide de tunnels, méthode reconnue pour réduire le stress et les réactions de défense par rapport à la prise en main directe. Cette approche permet également d’assurer une standardisation des manipulations entre expérimentateurs et d’améliorer la qualité des mesures comportementales. Des points limites clairement définis ont été établis afin de retirer rapidement tout animal présentant un signe de mal-être ou de souffrance.
Choix des espèces
La souris constitue le modèle le plus pertinent pour cette étude, car le gène d’intérêt, dont nous souhaitons caractériser les effets comportementaux associés à des troubles psychiatriques de type schizophrénique, n’est actuellement inactivé que chez cette espèce. L’utilisation d’un autre modèle n’est donc pas possible à ce stade. Des animaux âgés d’au moins 6 semaines, dont le poids est supérieur à 20 g, seront utilisés afin de garantir la maturité complète des systèmes neurobiologiques nécessaires à l’étude. Les tests comportementaux seront réalisés de préférence entre 6 et 12 semaines d’âge, période précédant l’apparition potentielle des crises épileptiques observées chez certains animaux à partir de 13 semaines.
Optimisation des formulations d’appâts et essais d’homologation
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Rats : 1000
Autres rongeurs : 1000
1 000 souris, 1 000 rats et 1 000 autres rongeurs ingèrent des appâts rodenticides jusqu'à la mort, dans des procédures dont 400 par espèce relèvent d'un niveau de souffrance sévère. L'objet est réglementaire, produire les données d'efficacité exigées pour homologuer des appâts commerciaux, avec un seuil de 90 % de mortalité. Le porteur qualifie pourtant ces essais d'"aucune intervention", tout en écrivant que l'effet toxique doit rester asymptomatique pendant l'exposition puis tuer rapidement dès les premiers signes cliniques, pour éviter l'aversion conditionnée. Les survivants exposés aux appâts actifs sont tués, ceux nourris au placebo pouvant être réutilisés ou relâchés dans leurs enclos extérieurs.
Objectifs
Le présent projet a pour objectif d’évaluer, dans des conditions expérimentales contrôlées, l’efficacité, la palatabilité et la sécurité environnementale de différents appâts rodenticides, en vue d’optimiser leur formulation et d’améliorer la performance des substances actives incorporées. L’enjeu principal est de concevoir des appâts capables de maximiser l’ingestion par les rongeurs cibles tout en minimisant les risques de contamination secondaire et d’impact sur les organismes non ciblés. Les travaux porteront sur la sélection et la caractérisation de matrices porteuses (grains, pâtes, blocs, gels, mousses, etc.) présentant une appétence élevée et une attractivité suffisante pour surmonter la néophobie naturelle des rongeurs. Ces formulations viseront à assurer une consommation rapide et complète, sans rejet ni dispersion de la matière active dans l’environnement (matières fécales, eau ou sol). Une attention particulière sera portée à la cinétique d’action : l’effet toxique devra demeurer différé et asymptomatique durant la phase d’exposition, afin d’éviter tout phénomène d’aversion conditionnée, mais induire une mortalité rapide dès l’apparition des premiers signes cliniques. Les appâts seront conçus pour offrir une stabilité physico-chimique élevée et une résistance accrue aux conditions environnementales extrêmes (humidité, chaleur, gel), garantissant une efficacité constante sur une période minimale de deux ans. Les données obtenues contribueront à démontrer l’efficacité de ces appâts sur les principales espèces cibles (Rattus norvegicus, Rattus rattus, Mus musculus), conformément aux exigences du guide de l’ECHA “Guidance on the Biocidal Products Regulation – Volume II: Efficacy – Assessment and Evaluation”, et à constituer les dossiers techniques nécessaires à leur homologation. Ce projet s’inscrit dans une démarche de recherche intégrée visant le développement de rodenticides de nouvelle génération, plus sélectifs, plus écocompatibles et répondant aux exigences actuelles de durabilité et de protection de l’environnement.
Bénéfices attendus
Chaque année, les rongeurs causent des pertes considérables dans les cultures céréalières, estimées à environ 10 % de la production mondiale, par consommation directe ou dégradation des récoltes liée à leurs excrétas. Au‑delà des pertes agricoles, les rongeurs représentent un réservoir de plus de 60 zoonoses, responsables de milliers de décès chaque année dans le monde. Le contrôle de leur prolifération constitue donc un enjeu majeur de santé publique. En Europe, ce contrôle repose actuellement sur des appâts contenant des molécules rodenticides. Cependant, les rongeurs étant des animaux néophobes, ces appâts doivent être hautement appétents, surtout lorsqu’ils sont utilisés dans des environnements où la concurrence alimentaire est forte. Avant leur mise sur le marché, ces appâts doivent être homologués par les autorités compétentes, et les dossiers d’homologation exigent des données d’efficacité en laboratoire sur les espèces ciblées. Le projet permettra de : -Produire les données expérimentales nécessaires pour l’homologation des appâts rodenticides, conformément aux exigences européennes. -Acquérir des connaissances essentielles sur la formulation des appâts, notamment la composition optimale permettant de contourner la néophobie des rongeurs et d’améliorer leur appétence. -Éviter la mise sur le marché d’appâts inefficaces ou peu appétents, garantissant des formulations véritablement opérationnelles sur le terrain. -Faciliter une lutte ciblée et efficace contre les rongeurs commensaux, réduisant à la fois les dégâts aux infrastructures et les risques sanitaires pour les populations humaines et animales. -Soutenir des stratégies de lutte plus responsables, en offrant aux acteurs industriels et aux collectivités des outils fiables et sécurisés pour la gestion des populations de rongeurs.
Procédures
aucune intervention
Impact sur les animaux
Les manipulations par l'experimentateur peut induire un stress. La capture en terrarium peut induire un stress. L'isolement peut induire un stress
Devenir
les animaux exposés à des appâts rodenticides survivants au terme de la procédure seront euthanasiés Les animaux exposés à des appâts placebo ne contenant pas de substances actives pourront être réutilisés (tous) ou pourront être libérés dans leurs enclos extérieurs d'origine (rats noirs et rats bruns à phénotype sauvage)
Remplacement
Il n’est pas actuellement possible de substituer l’utilisation d’animaux pour évaluer l'efficacité et l'appétence d'appats rodenticides; les appâts avant commercialisation doivent être testés chez les espèces cibles pour démontrer qu'ils sont suffisamment appétents en raison de la néophobie des rongeurs et qu'ils sont suffisamment efficaces (>90% d'efficacité) afin d'éviter d'appliquer des produits biocides inutilement dans l'environneement. ces essais sont requis dans les dossiers d'homologation.
Réduction
le nombre d'animaux par essai a été réduit au minimum (5 mâles et 5 femelles). Des tests in vitro ont de plus été développés pour mesurer la capacité de substances anticoagulants (principales molécules actuellement utilisée comme substancee active rodenticide) à inhiber l'activité vitamine K époxyde réductase (activité cible des molécules abticoagulantes antivitamine k). Le nombre d’essais a été défini en concertation avec les partenaires industriels afin de garantir des résultats fiables tout en minimisant le recours aux animaux.
Raffinement
Les animaux sont soumis à des phases d’acclimatation adéquates afin de minimiser le stress lié à leur transfert en animalerie. Leur hébergement est conçu pour reproduire au mieux leur habitat naturel : les cages, placées dans la pénombre, comprennent des cachettes et du matériel permettant aux rongeurs de construire leur nid et d’adopter une activité normale. Même lorsqu’ils sont hébergés de manière isolée, les cages sont transparentes ou grillagées, permettant aux animaux de voir et de percevoir leurs congénères, réduisant ainsi l’isolement social. Les manipulations sont réalisées avec précaution par un personnel formé à l’élevage et à la manipulation d’animaux de faune sauvage. Des points limites ont été définis et, dès leur apparition, les animaux sont euthanasiés pour éviter toute souffrance inutile. Par ailleurs, le recours aux tests d’efficacité est réduit au strict minimum, privilégiant les tests d’appétence afin de limiter l’exposition des animaux aux substances actives.
Choix des espèces
LLe choix des espèces étudiées repose sur le fait qu’il s’agit des espèces cibles des appâts rodenticides. Les expérimentations doivent être réalisées sur les mêmes espèces que celles faisant l’objet du contrôle en conditions naturelles, afin de garantir la pertinence et la transposabilité des résultats. Cette approche permet de démontrer que les appâts présentent une appétence suffisante pour les espèces ciblées et qu’ils assurent une efficacité complète dans les conditions d’utilisation prévues. L’utilisation de ces espèces spécifiques est donc essentielle pour obtenir des données fiables et directement exploitables pour la mise sur le marché et l’homologation des appâts rodenticides. Par ailleurs, pour les appâts revendiqués comme efficaces chez le rat, leur efficacité doit être démontrée à la fois chez le rat brun et chez le rat noir en conditions de laboratoire, conformément aux exigences réglementaires. Les animaux doivent être utilisés à différents stades de développement. En effet les réponses en termes d’efficacité et de résidus peuvent varier en fonction du stade de développement, l’équipement métabolique évoluant en fonction de l’âge
Recherche de signaux déterminant la perception d’un danger par des manchots lors de l’approche d’un intrus.
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Gardés au parc zoologique dans leurs conditions de vie habituelles, 41 manchots de Humboldt vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, six d'entre eux à un niveau modéré. Ces six oiseaux, porteurs d'un enregistreur cardiaque implanté depuis novembre 2022, sont anesthésiés une nouvelle fois pour changer l'implant, avec radiographie de contrôle, prélèvement de 3 mL de sang, retrait puis repose du dispositif, et interdiction d'accès à l'eau pendant 48 heures. Le groupe subit l'approche répétée d'un rover télécommandé dont la couleur, la vitesse et l'angle varient, afin d'identifier les indices visuels qui déclenchent la fuite ou l'agressivité. Le porteur présente les enregistreurs implantés comme une mesure de raffinement et indique que le rover ne cause pas plus de stress que la circulation ordinaire des manchots dans la colonie.
Objectifs
Le principal objectif du projet à terme est de réduire au maximum la perturbation des animaux liée aux études scientifiques dans leur habitat naturel et donc les biais qui en résultent dans la collecte de données. Cet objectif ne pourra cependant pas être atteint sans une meilleure connaissance scientifique des facteurs qui déterminent la perception ou non d’un danger par les animaux à l’approche d’un intrus. Il a été montré que l’utilisation d’un rover télécommandé pour la collecte de données dans une colonie de manchots permet d’éviter l’énorme perturbation provoquée par une présence humaine. Les manchots réagissant comme si cet intrus était un prédateur, l’objectif du projet autorisé était d’identifier quels signaux visuels sont susceptibles d’être interprétés comme signifiant ou non un danger. L’étude a été réalisée sur des manchots hébergés en parc zoologique, seule façon de pouvoir comparer en situation contrôlée une réponse comportementale et physiologique. La fréquence cardiaque des oiseaux a été suivie comme indicateur de stress via des loggers communicants implantés (enregistreurs stockant les données cardiaques et les communiquant sur requête) évitant tout dérangement humain, les données pouvant être collectées à distance. Trois types de rovers ont été testés : noir, blanc et blanc tacheté de noir, ainsi que 2 types d’approche : continue ou discontinue. Le rover noir provoque la fuite des juvéniles et adultes non reproducteurs, et une réaction agressive des adultes reproducteurs. Le blanc éveille seulement la vigilance. Le blanc tacheté de noir suscite la curiosité, cohérente avec la reconnaissance individuelle chez l’espèce, basée sur les taches abdominales. L’approche discontinue du rover noir provoque la plus forte augmentation de fréquence cardiaque (donc de stress), ce qui reflète le comportement d’un prédateur typique (couleur sombre, approche discontinue). La vigilance au rover blanc pourrait s’expliquer par la présence d’autres oiseaux blancs non-prédateurs. Les objectifs du nouveau projet visent à approfondir le rôle de ces indices visuels, toujours en situation contrôlée, avant d’être appliqué pour les études en milieu naturel. Une couleur peut-elle être supplantée par un autre indice : le blanc devenant-il par exemple équivalent au noir lors d’un changement d’angle d’approche du rover? La taille du rover et sa vitesse constituent-ils également des indices visuels simples et rapidement intégrés dans un contexte de perception de danger?
Bénéfices attendus
En permettant de mieux comprendre quels sont les indices visuels qui dans l’approche d’un intrus permettent aux oiseaux d’avoir le plus rapidement possible la réponse comportementale la plus appropriée, ce projet a évidemment en premier lieu un grand intérêt du point de vue de nos connaissances fondamentales. Cependant, comme l’a illustré l’étonnante résilience dont ont fait preuve les animaux en général et les oiseaux en particulier durant la pandémie Covid en apparaissant ou en se reproduisant dans des endroits où ils avaient disparu, la perturbation par l’homme constitue un facteur majeur dans l’érosion de la biodiversité animale. Tout nouvel apport dans nos connaissances sur les facteurs de perturbation est donc précieux dans l’argumentaire visant à définir les mesures les plus appropriées pour enrayer cette érosion. Les résultats que nous obtenons sont également précieux car ils permettront de définir dans quelle mesure on peut réduire la perturbation d’origine humaine dans les études de terrain. En raison de la grippe aviaire qui affecte les populations de manchots et de mammifères marins, comme par exemple le long des côtes d’Amérique du Sud ou dans les Terres australes françaises, des programmes de recherche sur les manchots ont été interrompus afin d’éviter toute contamination humaine et vice-versa. Nos travaux montrent qu’à l’aide de rovers télécommandés il serait possible d’assurer le suivi les animaux, et ce non seulement sans l’importante perturbation liée à une présence humaine mais aussi sans risque sanitaire. La condition est qu’ils aient été au préalable munis de transpondeurs RFID (puces RFID implantées dans chaque manchot afin de les reconnaitre grâce à leur numéro, dans le cadre des pratiques du zoo. Cela n’est pas directement lié au projet et est réglementé) ou identifiés par imagerie comme cela se généralise actuellement.
Procédures
Les 6 oiseaux sur lesquels les implants ont été placés en novembre 2022, seront de nouveau anesthesiés pour changer leur implant (moins de 30min d’anesthésie) : 1. Collecte des individus pour la gestion vétérinaire et zootechnique régulière (prophylaxie, etc.), les manchots sont déjà entraînés à quitter leur enclos et rentrer dans le box intérieur attenant afin d’éviter tout stress de capture dans leur enclos. Ils seront alors mis dans la caisse de transport, adaptée à leur taille et transférés dans la clinique en moins de 5 minutes. L’identification individuelle des 6 animaux est facilitée par leur bague alaire colorée. 2. Anesthésie et analgésie Les manchots seront ensuite anesthésiés. Les protocoles sont décrits dans la procédure 1. 3. Examens complémentaires Des radiographies de contrôle seront préalablement effectuées pour vérifier l’absence de lésions évocatrices d’aspergillose ou de toute autre contre-indication au renouvellement de l’implant, et 3 mL de sang seront prélevés pour des analyses (numération formule sanguine, biochimie, électrophorèse des protéines) dans le cadre du contrôle annuel de routine. 4. Retrait des des implants La position exacte du logger sera prise à l’aide des images radiographiques de manière à repérer le pôle cranial et le pôle caudal, ce dernier servant à l’extraction. 5. Pose des nouveaux implants. 6. Fin de procédure (T+15-20min) Les manchots seront maintenus sous oxygène jusqu’à leur réveil, puis transférés dans une cage de la clinique pour les surveiller pendant l’heure suivante. La temporalité de « nuisance » se limite aux 24h péri chirurgicales, incluant la soustraction au groupe, l’anesthésie et la phase de récupération en isolement relatif (les manchots implantés restant ensemble durant cette phase, il n’y a pas d’isolement individuel). Une contre-indication à aller dans l’eau dans les 36h post opératoires peut aussi être listée comme une nuisance pour cette espèce aquatique, mais elle est limitée et là encore, notre expérience prouve qu’un retour en immersion au bout de 48h ne pose aucun problème. Etant donné que pour la collecte des données enregistrées par les loggers nous ne sommes pas obligés de capturer les manchots le stress est donc très modéré. Concernant les expérimentations avec le rover, elles ne causent pas plus de stress que la circulation de manchots rejoignant leur site de reproduction dans la colonie.
Impact sur les animaux
La temporalité des nuisances se limite aux 7 jours péri-chirurgicaux : - procédure chirurgicale: une douleur légère est possible, maitrisable par une analgésie adéquate - isolement relatif pendant les 7 jours suivant l’implantation: les manchots implantés devront être isolés du reste du groupe mais resteront ensemble, le stress est donc léger. - Contre-indication à aller dans l’eau pendant les 48h suivant l’intervention chirurgicale: le stress est considéré comme très léger, cette espèce ayant naturellement des phases de vie où les animaux ne vont pas dans l’eau pendant plusieurs jours d’affilée (période de mue par exemple). La collecte des données enregistrées par les loggers est possible par une simple approche à proximité des animaux sans capture, en profitant par exemple des moments de nourrissage. Elle n’occasionne donc pas de stress. Les expérimentations avec le rover ne causent pas plus de stress que la circulation de manchots rejoignant leur site de reproduction dans la colonie.
Devenir
Tous les animaux sont gardés au parc dans leurs conditions de vie habituelles.
Remplacement
Le but même est d’étudier la réduction des impacts sur le stress des animaux, laquelle étude ne peut se mener sur des modèles théoriques. Les études comportementales et physiologiques de la réponse des individus face à un intrus ne peuvent être faites que sur des modèles vivants.
Réduction
Le nombre d’animaux reste exactement le même que lors de la première phase, à savoir 6 animaux équipés. Leur groupe a grandi jusqu’à 41 oiseaux, mais les 6 animaux disposant d’un implant restent une sous population significative avec 2 femelles de plus de 12 ans, 2 mâles de plus de 12 ans, et 1 femelle de moins de 7 ans, 1 mâle de moins de 5 ans, comportant de plus un couple qui reproduit et elève des jeunes chaque année. Nous choisissons de capitaliser sur ce qui a été appris au cours des 3 dernières années sur ces individus, plutôt que d’ajouter de nouveaux individus à implanter.
Raffinement
L’utilisation des loggers implantables est elle-même une mesure de raffinement, puisque la récolte des données, tout comme l’éventuelle évolution des programmes se fait à distance par connexion en BlueTooth® sans même besoin de contention. Tout le déroulé chirurgical se fait en mettant en place les mesures les plus à jour en matière de maitrise de la douleur et du geste chirurgical. Les oiseaux sont entrainés toute l’année pour venir manger non loin des soigneurs, ou rentrer dans le box intérieur sans stress, permettant la proximité necessaire au téléchargement des données. Une maintenance et amélioration du système de traitement d’eau a eu lieu en 2024 et continue en 2025 : changement de la masse filtrante, augmentation en efficacité du système d’ozonation, ce qui a pour but d’améliorer les paramètres physico chimiques et baisser la charge organique dans l’eau du bassin. Des brumisateurs sur la partie terrestre permettent de réduire la temperature en été, et d’éloigner les moustiques qui pourraient transmettre des Plasmodiums auxquels les oiseaux sont sensibles.
Choix des espèces
L’objectif étant d’étudier des manchots en captivité, les manchots de Humboldt sont les plus courants dans les zoos car les plus aisés à élever, et parmi les plus faciles à identifier grâce à leurs tâches noires individuelles sur leur plumage abdominal blanc. Nous avons démontré lors du premier projet qu’en fonction des indices visuels simples que constituent la couleur du rover (c’est-à-dire de son « costume ») et les modalités de son approche (continue ou discontinue) les réponses comportementales et physiologiques diffèrent selon que les individus sont juvéniles et donc immatures par rapport aux individus reproducteurs. Comme il s’agit d’identifier d’autres indices visuels pris en compte dans l’évaluation du danger par les manchots nous nous intéresserons prioritairement à ces deux classes d’âge. Cependant, une attention particulière sera également apportée aux individus en âge de se reproduire ou s’étant déjà reproduits qui ne se reproduiraient lors de l’année en cours. En effet, il est probable que c'est le fait ou non d’avoir une progéniture (œufs ou poussins) à défendre qui est l’élément déterminant et non pas l’âge de l’individu.
Impact des événements hydrologiques sur la morphologie des poissons et conséquences écosystémiques sur la truite fario.
- Conservation des espèces
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Pour mesurer comment des crues et des sécheresses artificielles modifient la forme des poissons, 600 truites fario grandissent dans un chenal expérimental et subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Après deux à cinq mois d'événements hydrologiques imposés, elles sont capturées à la pêche électrique, anesthésiées, mesurées et photographiées, une partie restant jusqu'à quatorze jours isolée en mésocosme, une autre passant vingt-quatre heures en chambre de mesure de la consommation d'oxygène. Le porteur qualifie la pêche électrique de sans séquelles et affirme que les crues et sécheresses reproduites gardent une amplitude inférieure à celles du milieu naturel. Toutes sont tuées à la fin, pour prélever les otolithes et les vertèbres et pour déterminer génétiquement les familles.
Objectifs
L’objectif du projet est de déterminer l’impact des crues et des sécheresses (évènements hydrologiques) sur le développement morphologique, la croissance et la composition des pièces calcifiées des poissons (Salmonidés). Le changement climatique se traduit entre autres par l’augmentation de la fréquence, de l’imprévisibilité et de l’intensité d’événements hydrologiques affectant l’ensemble des écosystèmes de rivière. D’une part, de telles variations de débits peuvent à court terme affecter le développement des Salmonidés, conditionnant ainsi leur morphologie interne et externe. Un tel changement de morphologie est suspecté modifier le comportement des individus (prise alimentaire notamment) ainsi que leurs performances locomotrices et de dispersion précoce. À plus long terme, une survie différente peut conduire à la sélection de poissons présentant des aspects, des comportements et des performances spécifiques, affectant la trajectoire évolutive et la dynamique des populations. Pour la gestion des populations face au changement climatique, il est donc nécessaire de mieux comprendre ces mécanismes sur la base d’individus placés en conditions contrôlées. D’autre part, les modifications physico-chimiques et physiologiques engendrées par ces évènements influencent la composition chimique des pièces calcifiées des poissons. Ce phénomène offre une opportunité unique de retracer les conditions effectivement vécues par les poissons, afin de traduire les effets mesurés expérimentalement en conséquences pour les populations naturelles. Les individus soumis expérimentalement à des évènements de crues et de sécheresses permettront donc de tester des méthodes de reconstruction des conditions environnementales basées sur la morphologie et la chimie des vertèbres ou des otolithes (pièces calcifiées dans l'oreille interne des poissons osseux).
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet portent sur deux volets. D’une part, l’étude des effets des variations morphologiques externes renseignera sur l’écologie et l’évolution des poissons juvéniles soumis à des crues et des sécheresses dans une perspective de changement climatique. L’expérience permettra en effet de quantifier i) l’effet d’événements hydrologiques sur le développement (morphologie) des juvéniles ; ii) comment ces changements de morphologie peuvent changer les interactions trophiques de ces poissons (régime alimentaire, capture des proies). D’autre part, l’étude de la croissance et de composition chimique et isotopique des pièces calcifiées permettra le calibrage de méthodes innovantes de reconstitution des variations environnementales vécues par les poissons, basées sur la modélisation de la physiologie de la calcification. Les méthodes corrélatives actuelles sont en effet limitées par leur incapacité à dissocier les effets directs des variations environnementales et leurs effets indirects via la physiologie. Ils ne sont donc applicables que dans la population et les habitats au sein desquels ils ont été calibrés. Une telle méthodologie ouvrirait donc la possibilité de l'utilisation des structures calcifiées des poissons comme biocapteurs dans une diversité de contextes environnementaux, tels que les milieux océaniques éloignés.
Procédures
Durant leur croissance en chenal expérimental, les poissons seront soumis durant 2 à 5 mois à des crues et sécheresses d’une amplitude moindre que celles naturellement subies dans des milieux naturels. Après cela, les individus seront collectés une seul fois à l’aide d’une pêche électrique. Les individus seront anesthésiés, mesurés et photographiés. Une partie des individus sera conservée individuellement dans des mésocosmes (environnements naturels reconstitués à petite échelle) pendant un maximum de 14 jours. Une autre partie sera soumise à une mesure de la respiration sur animal au repos selon un protocole standard utilisé en routine pour cette espèce. Il consiste à mesurer la consommation d'oxygène dans une chambre pendant 24 h.
Impact sur les animaux
Les nuisances potentielles pour les animaux concernent la capture/recapture au moyen d’une pêche électrique. Les individus se remettent généralement très rapidement de cette pêche conduite par une équipe technique expérimentée (sans séquelles). Les mesures de la respiration peuvent également induire un stress léger qui sera spécifiquement suivi afin de ne pas altérer les résultats. Enfin, les crues et sécheresses au sein du chenal sont d’une amplitude moindre que celles naturellement subies dans les cours d’eau dans lesquels vit cette espèce.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue de l'expérience, afin de réaliser le prélèvement et l’analyse des pièces calcifiées. De plus, des prélèvements de nageoires seront réalisés pour la détermination génétique des familles (géniteurs).
Remplacement
Ce projet s’intéresse aux interactions entre les individus vivants et leur environnement. Il est donc indispensable de travailler sur des organismes entiers et en interaction (aucune possibilité de substitution par organoïdes ni approche in silico). Le modèle d’étude choisi est la truite fario, espèce commune avec un statut de préoccupation mineure. Elle est abondante en France et possède un pouvoir invasif important dans certaines régions du monde. Afin de minimiser l'impact sur les populations naturelles, les poissons utilisés seront issus d'une pisciculture qui produit en grande quantité des alevins à partir de géniteurs sauvages. En raison des ambitions scientifiques visant à extrapoler les résultats aux populations naturelles, il est nécessaire de travailler sur des organismes d’origine sauvage ayant conservé leur complexité naturelle (génétique, fonctionnelle).
Réduction
L’expérimentation présentée ici se divise en deux parties dont chacune d’elle portera sur des individus ayant grandi dans des conditions hydrologiques (traitement avec hydrologie stable vs. hydrologie variable) et d’habitats (profils des berges) contrastées. Pour la première partie, les poissons seront répartis au sein de 2 biefs afin d’observer l’effet du traitement hydrologique sur les composantes phénotypiques et les relations trophiques. Afin d’étudier la variabilité interindividuelle du développement, un nombre minimum de 120 individus par traitement est indispensable (soit 240 individus pour les deux traitements). Pour la seconde partie, les poissons grandiront au sein de 4 biefs. Afin de pouvoir comparer les traits individuels entre les biefs, il est nécessaire de conserver un nombre minimum de 90 poissons par bief. Il sera donc nécessaire d’utiliser 180 poissons par traitement (90 poissons x 2 biefs), soit 360 individus pour les deux traitements. Ces deux effectifs correspondent à un strict minimum permettant de répondre aux attentes scientifiques (réponse morphologique, notamment par origine/géniteurs/biefs) tout en accommodant des contraintes techniques. De plus, les effectifs ont été définis de façon à ce que les analyses statistiques envisagées présentent une puissance suffisante. Enfin, cette expérimentation permet de coupler, en partie sur les mêmes animaux, deux objectifs distincts : mesure des effets sur la morphologie fonctionnelle et le comportement d’une part, évaluation d’une procédure de reconstruction via les pièces calcifiées d’autre part. Ceci permet de limiter le nombre d’animaux utilisés puisque les mêmes animaux permettront de remplir les objectifs de deux projets de recherche.
Raffinement
La première phase de l’expérimentation aura lieu dans un chenal expérimental conçu pour la croissance des salmonidés. Chaque groupe de 120 ou 90 individus sera maintenu dans un bief de 10m de long sur au moins 1m de large, soit une densité maximale similaire à celle observée en milieu naturel pour les truites 0+ (moins d'un an) . Le chenal est alimenté par l'eau du ruisseau adjacent, avec la même qualité physico-chimique et la même densité en ressources alimentaires (invertébrés). Les mesures de biométrie seront effectuées sous anesthésie, par une équipe expérimentée, selon un mode opératoire ne durant pas plus de 5 minutes entre le début de l’anesthésie et le réveil. Les individus seront gardés en observation dans un lieu de réveil afin de contrôler leur bonne récupération. La capture par pêche électrique sera réalisée par une équipe expérimentée et habilitée avec un matériel et un champ électrique adaptés aux juvéniles de salmonidés. Si plusieurs passages de pêche sont nécessaires, ils seront espacés d’une demi-journée afin de ne pas créer des stress répétitifs proches dans le temps. La phase en mésocosme sera réalisée dans des auges placées directement dans le chenal expérimental, alimentées en continu par l’eau de ce même chenal avec la même qualité physico-chimique. Le substrat des mésocosmes sera implanté plusieurs semaines avant l’utilisation de poissons afin de permettre la formation d’un biofilm naturel. Des cachettes seront positionnées dans ces mésocosmes. Les mesures de la respiration seront réalisées sous une intensité lumineuse réduite à une dizaine de lux durant la journée et une aube/crépuscule est programmée pour éviter tout stress lumineux. La température et la photopériode sont proches du milieu naturel. L’introduction des truites dans les chambres se fait le plus rapidement possible grâce à un dispositif dédié pour limiter les manipulations. Le suivi constant par un expérimentateur de la consommation d’oxygène durant les 2 à 3 premières heures de mesure nous permet de déterminer très rapidement si un animal est en détresse (augmentation de la consommation). Par la suite, une caméra filmera les courbes de consommation en continue et les enregistrements seront consultables à distance pour intervenir dans les meilleurs délais si un problème survenait (agitation, arrêt de bullage ou autre…).
Choix des espèces
La truite fario est une espèce d’eau froide, faisant d’elle un modèle pour étudier la manière dont les populations réagissent et s’adaptent aux changements climatiques. Elle présente également un fort intérêt culturel (pêche de loisir), économique (consommation et élevage en pisciculture) et écologique, notamment en raison de son mode de vie, des différences observées entre les individus d’une même espèce et de l’étendue de sa répartition géographique. Il s’agit par ailleurs d’une espèce modèle en écologie évolutive, c’est-à-dire utilisée pour comprendre comment les espèces évoluent et s’adaptent dans le temps. L’interprétation des résultats de ce projet pourra ainsi s’appuyer sur une littérature scientifique abondante. Dans le cadre de cette étude, la capacité de l’espèce à modifier certaines de ses caractéristiques physiques ou biologiques en fonction de l’environnement (plasticité phénotypique) a déjà été mise en évidence. Enfin, la reproduction artificielle de cette espèce est bien maîtrisée, ce qui permet d’utiliser des individus issus de pisciculture, élevés à partir de parents sauvages, plutôt que de prélever directement des poissons dans le milieu naturel. Les animaux utilisés seront des alevins. Ce stade correspond à une période clé du développement, caractérisée par une croissance très importante, susceptible d’entraîner des modifications durables de la structure et des caractéristiques des individus, pouvant influencer leur écologie à long terme.
Suivi des déplacements post-lâchers de sub-adultes d’esturgeons européens Acipenser sturio – MODIFICATION
- Conservation des espèces
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Sortis du bassin d'élevage sur une civière, anesthésiés par diffusion d'anesthésique dans les branchies, ouverts pour recevoir une marque acoustique dans l'abdomen, 14 esturgeons européens de 17 ans subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L'opération dure moins de dix minutes. Ces individus sont nés et ont grandi en captivité, et le projet sert à savoir si un lâcher tardif permet à des géniteurs potentiels de rejoindre les frayères, la marque devant les suivre pendant cinq ans. Le porteur écarte tout remplacement au motif que l'expérience porte sur l'espèce elle-même, et juge l'effectif faible mais acceptable au vu de la rareté de l'esturgeon européen. Les 14 poissons sont ensuite relâchés dans le milieu naturel.
Objectifs
Dans le cadre des programmes de repeuplement, on relâche de préférence des poissons jeunes afin que leur temps passé en captivité (où il y a des risques de domestication) soit limité, facilitant ainsi leur adaptation au milieu naturel. Toutefois, la survie des jeunes poissons, issus de relâchés ou sauvages, peut être très faible, car ils sont plus sensibles aux conditions environnementales et à la prédation. Afin d’améliorer la survie post-lâcher, des individus plus âgés et plus grands peuvent être déversés mais la question se pose de savoir si ces individus vont adopter un comportement adapté au milieu naturel et s’ils vont savoir rejoindre les frayères pour se reproduire et ainsi participer à relancer la dynamique de la population. Pour ce projet, dédié au suivi du programme de repeuplement de l’esturgeon européen, nous avons l’opportunité de relâcher des individus nés et élevés en captivité à un âge avancé afin de documenter leurs déplacements vers les zones de frayères potentielles et ainsi identifier si un lâcher tardif est pertinent ou non. Nous prévoyons donc de lâcher dans le milieu naturel 14 individus subadultes nés et élevés en captivité. Il s’agit d’équiper ces individus avec des marques acoustiques longues durées (env. 5 ans) et de détecter leurs déplacements grâce à un réseau d’hydrophones qui sera mis en place dans le milieu naturel pendant cette durée pour documenter la période de migration de reproduction. La marque acoustique sera placée dans leur abdomen, sous anesthésie générale. Ce projet de recherche est complémentaire à un précédent dans lequel la même pose de marques est autorisée sur des esturgeons européens capturés dans leur milieu naturel et libérés ensuite.
Bénéfices attendus
Le suivi dans le milieu naturel du devenir de ces individus lâchés à un âge avancé (géniteurs potentiels) nous permettra de tester s’il est pertinent de relâcher des individus à ce stade (déplacements avérés et fréquentation des frayères) ou si ce n’est pas pertinent (aucune détection des déplacements, pas de retour dans les fleuves) pour participer à relancer une dynamique de population en milieu naturel.
Procédures
Il sera procédé à un marquage intrapéritonéale de chacun des poissons,sous anesthésie ; la durée de cette opération est inférieure à 10 minutes.
Impact sur les animaux
Pendant la procédure expérimentale correspondant à la chirurgie, les individus peuvent subir un stress dû à la manipulation : transfert du bassin d’élevage au bassin d’anesthésie puis du bassin d’anesthésie vers la civière de marquage. La procédure de marquage étant réalisée sous anesthésie, nous nous attendons à un stress très limité. De même, pendant le transport et la phase d’acclimatation au site de lâcher, les individus peuvent subir un stress.
Devenir
Les poissons seront relâchés dans le milieu naturel, le but du projet étant de caractériser leur comportement post-lâcher.
Remplacement
Aucun remplacement ne peut être envisagé car l’expérience porte sur l’espèce considérée.
Réduction
Nous prévoyons de marquer 14 individus en captivité avant de les relâcher dans le milieu naturel. Il s’agit d’une opportunité de documenter le devenir de poissons lâchés à un âge avancé. Ce nombre est faible, cependant, au vu de la rareté de l’espèce, il nous semble acceptable pour avoir de premiers éléments de réponses et décider s’il y a un intérêt à équiper et relâcher d’autres individus de grande taille dans le futur.
Raffinement
Pour la manipulation entre les bassins (élevage/anesthésie/réveil) les individus seront maintenus et transportés dans des civières spécifiques adaptées à la taille des animaux. Le marquage se déroulera à proximité du bassin d’élevage afin de limiter la durée et la distance de manipulation. Les individus seront anesthésiés et surveillés de l’anesthésie au réveil (surveillance des différentes étapes de l’endormissement, des battements operculaires, du comportement de nage). Pendant la chirurgie, les individus seront placés sur le dos dans une civière en V dotée d’un matelas humide, et une dose sédative d’anesthésique sera diffusée au travers des branchies ; leur corps sera maintenu humide. Les manipulations seront effectuées par du personnel qui est habitué à travailler avec l’espèce en question et qui dispose des formations adaptées en terme d’expérimentation animale et de chirurgie sur les poissons en général et cette espèce en particulier.
Choix des espèces
L’étude porte sur l’esturgeon européen (Acipenser sturio), une espèce protégée qui bénéficie d’un programme national d’actions en faveur de sa restauration. Les poissons impliqués sont des subadultes ; l’objet du projet étant de suivre le comportement des individus de cette catégorie lâchés après de nombreuses années en captivité dans le milieu naturel, il s’agit de caractériser leur devenir, notamment leurs déplacements pendant plusieurs années (5 ans) et d’identifier s’ils effectuent une migration de reproduction vers les fleuves où ils ont été relâchés. Les 14 individus sont âgés de 17 ans, car il s’agit de l’âge auquel l’espèce peut commencer à se reproduire et donc initier une migration de reproduction en milieu naturel.
Cartographie des représentations des vocalises sociales dans le cortex auditif des Souris
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Une chirurgie crânienne de quarante ou quatre-vingt-dix minutes, l'injection d'un virus dans le cerveau, puis deux mois d'apprentissage où l'eau n'est accessible que dans le dispositif expérimental : 564 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur range parmi les nuisances la frustration des animaux évacués du dispositif après un temps imposé, de dix secondes à dix minutes selon l'étape. L'objectif est de cartographier le cortex auditif pendant que les souris entendent les vocalises ultrasonores de leurs congénères, présentées comme un possible proto-langage éclairant la dyslexie ou la dysphasie humaines. Le cerveau de chaque animal est prélevé après la mise à mort, et le choix de la souris tient à la maturité des outils d'imagerie calcique et à sa petite taille, qui permet une immobilisation efficace sous le microscope.
Objectifs
Le langage est une fonction cognitive centrale dans le fonctionnement de notre cerveau, qui nous permet de communiquer en société. C’est aussi un élément essentiel de notre vie intérieure et de nos raisonnements. Si l’on connait les aires cérébrales impliquées dans la perception et la reconnaissance du langage chez l’homme, très peu de choses sont connues de l’architecture et du fonctionnement des réseaux de neurones qui les constituent. Quels sont les calculs élémentaires effectués par les cellules de ces réseaux pour identifier les sons spécifiques du langage et les distinguer des autres bruits ? Quels mécanismes au sein de ces assemblées de neurones permettent d’associer ces sons pour percevoir des syllabes, des mots ou des phrases ? Les réponses à ces questions nous permettraient de mieux comprendre l’origine des troubles du langage tels que la dysphasie de compréhension ou la dyslexie. Mais elles nécessiteraient d’être capable d’observer l’activité des cellules à l’échelle individuelles au sein de ces vastes réseaux de plusieurs milliers de neurones pour saisir la logique de leurs circuits. Aucune technique applicable à l’homme ne permet à l’heure actuelle ce type d’observation. Chez la souris en revanche, le développement intense au cours des dernières décennies de nouvelles techniques de microscopie a permis de mesurer l’activité d’ensembles constitués de 1000 à 10 000 cellules simultanément sur l’animal éveillé et en comportement. Les souris émettent elles aussi des vocalises de communication, dans les fréquences ultrasonores, dont la richesse dans différents contextes a été étudiée depuis plus de vingt ans, et qui suggèrent qu’il pourrait s’agir d’un proto-langage. Pourtant, l’existence au sein de leur cortex d’aires spécialisées dans la détection et l’interprétation de ces vocalises sociales reste encore à établir. L’objectif de ce projet consiste à mettre en évidence de telles aires chez la souris et de les imager à l’aide de ces nouvelles approches de microscopie dans un contexte comportemental riche. Il ouvrira ainsi la voie vers une compréhension précise des mécanismes mis en place dans les réseaux de neurones de mammifères pour filtrer et traiter ces sons socialement si importants, et aidera à comprendre à terme l’origine des pathologies du langage chez l’homme.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet relèvent tout d’abord des avancées en neurosciences fondamentales et indirectement pour les applications à la santé humaine. Le projet va permettre de cartographier pour la première fois l’activité des neurones dans le cortex auditif des souris en réponse aux vocalises sociales. Il va permettre d’identifier, si elles existent, des subdivisions au sein du cortex auditif qui pourraient traiter spécifiquement ces vocalises. Dans ces subdivisions, et grâce à la résolution cellulaire de la microscopie infra-rouge, le projet permettra d’identifier les circuits élémentaires qui détectent les caractéristiques telles que la richesse spectrale des vocalises, leurs rythmes saccadés, ou leurs combinaisons au sein de « phrases » élaborées. En offrant l’accès à ces circuits et la possibilité de les manipuler par opto-génétique, le projet ouvre la porte vers une meilleure compréhension des mécanismes d’encodage du langage ou des proto-langages, en contexte normal et pathologique. Du point de vue du développement des méthodes en expérimentation animale, et en particulier des méthodes d’imagerie optique de l’activité cérébrale chez le rongeur en comportement, les bénéfices attendus du projet sont, là aussi, majeurs. L’approche en boîte automatisée s’affranchit des interactions homme-animal, ce qui contribue à réduire le stress engendré chez les animaux (notion de Raffinement dans la règle des 3Rs). Cela contribue aussi à limiter la variabilité des résultats des expériences en éliminant une source importante de variabilité due à l’opérateur humain, et en réduisant le nombre des cohortes nécessaires (notion de Réduction dans la règle des 3Rs). L’entrainement en groupe avec maintien des relations sociales est aussi un facteur de raffinement. Enfin, l’efficacité des protocoles d’entrainement automatisés et collectifs développés dans le projet devrait rapidement les positionner comme méthode de référence chez la souris.
Procédures
Les animaux seront impliqués dans une chirurgie sous anesthésie et analgésie. Deux types de chirurgie, durant 40 minutes pour l’une et 90 minutes pour l’autre seront appliquées, chaque animal n’étant soumis qu’à un seul type de chirurgie. Après récupération, ils suivent un protocole d’apprentissage comportemental. Ce protocole a lieu dans un dispositif connecté à leur cage d’hébergement, dans lequel les animaux peuvent s’engager volontairement aux moments qu’ils choisissent, à la fréquence qui leur convient, et pour des sessions individuelles qui pourront durer de 10 secondes à 10 minutes. Pour une partie des animaux, des mesures d’imagerie sont effectuées pendant certaines sessions comportementales, à l’aide d’un microscope infra-rouge capable d’imager les milieux diffusants. Cumulées sur 24h, ces sessions d’imagerie dureront typiquement 20 minutes. D’autres sessions comportementales seront associées à des interventions optogénétiques susceptibles d’identifier les fonctions cognitives à l’œuvre lors de ces comportements. Ces interventions optogénétiques utilisent un mode « sans contact », uniquement basé sur l’application de lumière sur les animaux. Ces sessions optogénétiques cumulées sur 24h dureront environ 1 minute. Le protocole d’apprentissage, les sessions d’imagerie et d’optogénétique s’étaleront sur une période pouvant aller jusqu’à 2 mois.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus ou envisageables sont les suivants. Stress (estimé faible) lié à l’hébergement, à la manipulation pendant la période précédant le protocole comportemental, à la contrainte d’être maintenu immobile pendant certaines phases du protocole comportemental, à la gêne due à l’implant. Frustration des animaux due à leur évacuation imposée du système comportemental après un temps déterminé (10 sec – 10 min selon les étapes du protocole). Pendant la chirurgie, des évènements rares : anesthésie insuffisante, douleur, écart de température, saignement. En période post-opératoire, des évènements rares : douleur, écart de température, infection, notamment des plaies autour de l’implant, signes neurologiques dus à l’injection de virus. Avant l’anesthésie, des évènements rares : anesthésie insuffisante, douleur.
Devenir
L’euthanasie de tous les animaux dans toutes les procédures est nécessaire afin de permettre le prélèvement du cerveau pour les analyses histologiques post-mortem.
Remplacement
De très nombreux travaux ont été menés en mathématiques et algorithmique pour étudier les caractéristiques sonores de la voix, pour décomposer le langage en briques élémentaires (syllabes, mots, phrases…) et permettre une reconnaissance automatique du langage. Les progrès des approches basées sur l’intelligence artificielle en font aujourd’hui des outils utilisés par un très large public. Cependant l’architecture simplifiée des réseaux de neurones formels sur lesquels reposent ces approches est très éloignée de ce que l’on connait des réseaux de neurones biologiques constitutifs du cortex auditif, beaucoup plus complexes. Une compréhension du fonctionnement des circuits corticaux impliqués dans le traitement du langage et de leurs dysfonctionnents en contextes pathologiques ne peut être obtenue qu’en étudiant des organismes biologiques placés en situation de traitement des signaux vocaux. Il n’est donc pas possible de remplacer pour ce projet l’utilisation de souris en comportement par des systèmes in vitro ou in silico.
Réduction
Deux méthodes mises en œuvre : 1) Automatisation de l’apprentissage : élimination des interactions humaines, sources de variabilité (stress, fluctuations comportementales). Cela permet d’obtenir des résultats robustes avec moins d’animaux. 2) Microscopie à deux photons : mesure de plus de 1000 cellules par animal (dix fois plus qu’en électrophysiologie) permettant un suivi longitudinal des mêmes neurones qui augmente les données exploitables par individu et réduit le nombre d’individus nécessaires au projet. De plus, des analyses effectuées au fur et à mesure de l’obtention des mesures permettront d’ajuster les effectifs en les réduisant au minimum de ce qui s’avèrera nécessaire pour démontrer statistiquement les effets étudiés. Des analyses non paramétriques seront choisies pour leur robustesse statistique. Ainsi, le nombre total d’animaux impliqués dans les trois procédures ne devra pas excéder 564 souris.
Raffinement
Deux méthodes de raffinement principales seront mises en œuvre: 1) Automatisation de l’apprentissage : limitation des interactions homme-animal au minimum, contribuant à réduire le stress qui aurait pu être engendré chez les souris lors des manipulations. 2) Entrainement en groupe : maintenance des relations sociales. Autres mesures de raffinement mises en œuvre : Pour les chirurgies, une médication (anesthésie et analgésie) pré- et post-opératoire et un maintien de la condition d’homéothermie sont assurés. L'ensemble des interventions à pratiquer sur un animal sont regroupées afin de n’y opérer qu’une seule chirurgie. Le suivi post-opératoire est constitué de deux phases, le premier jusqu’au réveil complet de l’animal, le second, les jours suivants pour vérifier que l’animal récupère correctement (activité locomotrice, poids, aspect du pelage, activités sociales). Cette récupération aura lieu en dehors du dispositif de la boîte de comportement et de la cage d’habitation, durera deux semaines et sera effectuée dans des cages de stabulation en portoirs ventilés. Des points limites ont été définis et seront appliqués afin de garantir la minimisation de risque de souffrance des souris les atteignant. L’hébergement, pendant la récupération post-chirurgicale ou pendant l’apprentissage dans le dispositif de comportement, se fera dans des conditions conformes à la réglementation. La température (entre 20 et 24 degrés) et l'hygrométrie seront contrôlées et monitorées, le cycle jour nuit sera automatique (12h/12h). Pendant la phase de récupération, les souris auront un accès ad libitum à l’eau et la nourriture. Pendant la phase d’apprentissage, l’eau ne sera accessible que dans la boîte de comportement et la nourriture sera disponible ad libitum dans la cage d’habitation. Les souris seront hébergées par lots de 10 souris de même sexe. L’hébergement individuel des animaux ne sera mis en place transitoirement qu’en cas de nécessité d’isolement dû à des contraintes zootechniques, par exemple en cas d’agression entre congénères. Les hébergements lors de la récupération et de l’apprentissage auront un milieu enrichi pour la nidification (lanière kraft), la mastication (bâton), et la disponibilité de refuges (hutte). Durant l’apprentissage, une roue d’activité sera disposée dans la cage d’habitation. Pour les animaux en provenance d’un fournisseur extérieur, une période d’acclimatation d’une semaine sera prévue avant leur entrée dans l’une des procédures du projet.
Choix des espèces
La souris est un mammifère, dont l’architecture cérébrale est plus proche de celle de l’homme que celle des modèles aviaires chantants. Comparées aux autres mammifères sociaux vocalisants, comme les marmousets, la souris présente deux avantages. Premièrement c’est une espèce pour laquelle les outils d’imagerie calcique sont matures : les rapporteurs fluorescents d’activité neuronale y sont très optimisés et leur petite taille permet une immobilisation sous le microscope efficace. Deuxièmement la disponibilité de souris transgéniques offre des outils puissants pour identifier la composition des circuits neuronaux en manipulant certains types cellulaires (optogénétique), et comprendre leur rapport structure - fonction. La souris représente donc le meilleur compromis entre proximité avec l’architecture de mammifère du cerveau humain, et adaptation aux méthodes optiques d’enregistrement et de manipulation les plus puissantes. Les souris utilisées seront des souris adultes exclusivement, âgées de 8 semaines au moment des chirurgies et de 9-10 semaines au démarrage de l’apprentissage. Le projet vise à comprendre les mécanismes d'apprentissage de l'adulte, et cherche à cartographier les régions corticales auditives telles qu’elles existent chez l’adulte ayant développé une large gamme de vocalises sociales.