Système nerveux

Deux heures trente de neurochirurgie sous anesthésie, puis vingt jours de restriction alimentaire ramenant le poids à 85 % de sa valeur initiale : 400 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Cent d'entre elles subissent deux opérations, une lésion cérébrale puis l'implantation de sondes, espacées de dix jours, avant d'être hébergées seules pour éviter que les implants ne s'arrachent. L'objectif tient à comprendre comment deux zones du cerveau dialoguent quand une souris décide d'agir après avoir exploré son environnement avec ses moustaches. Le porteur justifie le choix de la souris par une organisation du système nerveux "assez similaire" à celle de l'humain et par une taille de cerveau homogène qui garantit la reproductibilité des sites d'injection.

Objectifs

La prise de décision perceptuelle est le processus par lequel les informations sensorielles entrantes sont intégrées par le cerveau afin de guider le comportement de l’individu en produisant une réponse motrice appropriée. Chez les rongeurs, il apparaît de plus en plus clairement que cette intégration sensori-motrice fait intervenir deux zones cérébrales clés. La première zone est la partie du cerveau qui reçoit les informations sensorielles provenant des moustaches. La deuxième zone est la partie qui va planifier et organiser les mouvements. Elle est impliquée dans la sélection et l’exécution des commandes motrices. La première zone quant à elle constitue un système sensoriel important pour les rongeurs permettant de collecter les informations sensorielles de l’environnement. Les rongeurs ont en effet développé un système sensoriel complexe et utilisent de préférence leurs moustaches pour explorer leur environnement tactile immédiat. Pourtant, on ne sait toujours pas à ce jour comment ces deux zones cérébrales interagissent pour assurer une prise de décision adaptée en réponse à la perception de l’environnement. Par ailleurs, la plupart de nos connaissances proviennent d'études utilisant des tâches comportementales peu naturelles (avec immobilisation de la tête de l’animal par exemple). De plus le rôle de ces zones cibles et de leur interaction dans des conditions qui reproduisent ce qui se passe dans la nature de façon éthologiques reste à ce jour inconnu.

Bénéfices attendus

Ce projet est avant tout un projet de science fondamentale. Il vise à comprendre au niveau cellulaire les principes de l’intégration des informations sensorielle et motrice qui permettent l’adaptation de la prise de décision en réponse à la perception de l’environnement. Tout cela dans un contexte environnemental le plus éthologique possible. Au-delà de cet aspect fondamental, le projet vise à explorer des problématiques que l’on retrouve en clinique. En effet, l'accent mis sur la prise de décision au cours d’une tâche ayant une vraie valeur éthologique dans un environnement naturel est central dans les neurosciences cognitives modernes, en particulier pour la recherche sur les primates humains et non humains. En outre, l'incapacité à résoudre la tâche comportementale proposée est une caractéristique frappante de plusieurs troubles moteurs et perceptifs. Le projet est donc particulièrement bien placé pour dessiner les bases d'études plus appliquées, en reliant notamment les techniques de neurosciences les plus récentes aux processus cognitifs essentiels. Enfin, le projet est à la pointe de nombreuses techniques expérimentales, allant de modèles comportementaux innovants à la neuroanatomie avancée et l’étude des signaux électriques générés par l'activité des neurones pendant la prise de décision. Ce projet se déroulera dans deux établissements utilisateurs différents.

Procédures

Les animaux seront d’abord acclimatés à leur hébergement dans le premier établissement utilisateurs pendant 2 jours. Puis les animaux seront soumis à une neurochirurgie lésionnelle et/ou implantatoire de sondes. Ces chirurgies se feront sous anesthésie et dureront chacune entre 2h et 2h30. 75 animaux auront une chirurgie lésionnelle, 150 animaux auront une chirurgie implantatoire, et 100 animaux auront ces deux chirurgies (lésionnelle et implantatoire). 75 animaux auront une injection de solution saline pour servir de contrôle. Un intervalle de 10 jours sera respecté entre chaque chirurgie lorsqu'il est nécessaire de faire une chirurgie lésionnelle puis de faire une chirurgie implantatoire. Après 10 jours de récupération et de surveillance post-opératoire, les animaux seront déplacés dans le deuxième établissement utilisateurs puis acclimatés à leur nouvelle animalerie pendant 10 jours. Ensuite, les animaux seront soumis à un contrôle alimentaire qui durera une vingtaine de jours. Pendant ces 20 jours les animaux auront l’étape de comportement avec 3 phases : l’habituation (5 jours), l’apprentissage (5 jours) et le contrôle (5 jours). Pour la phase d’habituation les animaux auront des essais durant 30 minutes. Pendant la phase d’habituation et de contrôle, les animaux auront 60 essais par jour ce qui représentera environ 2 heures par jour. Les animaux seront hébergés de façon individuel après la chirurgie pour éviter tout arrachement des sondes.

Impact sur les animaux

Le projet peut induire des effets indésirables sur les animaux, listés ci-dessus. : ● Le risque de douleur durant la chirurgie. ● Le risque de douleur aiguë lié à la récupération post-opératoire. ● Le risque d’infection des implants. ● Le risque de stress lié à l’hébergement individuel après la chirurgie. ● Le contrôle des apports caloriques en régulant la quantité de nourriture disponible, nécessaire à l’exécution de la tâche comportementale, sera limitée pour atteindre une réduction maximale à 85% de leur poids initial.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à l'issu des procédures. La mise à mort des animaux sera nécessaire pour réaliser des contrôles d’immunohistochimie sur les cerveaux.

Remplacement

Par définition, les mécanismes neuronaux de la prise de décision perceptuelle ne peuvent être étudiés que chez des animaux vigiles confrontés à une situation de choix. Cela est d’autant plus vrai dans le cadre d’expérimentation avec une forte valeur éthologique ajoutée. Dès lors, aucun des modèles in vitro ne peut être utilisé ici.

Réduction

Les techniques expérimentales utilisées ici permettent de façon intrinsèque de réduire dramatiquement le nombre d'animaux utilisés, avec une qualité de mise en pratique assurant la reproductibilité des expérimentations entre les laboratoires. Par ailleurs, afin de limiter le nombre d’expériences et donc d’animaux, la taille de nos groupes expérimentaux est définie par l’utilisation de tests statistiques.

Raffinement

Une grille de notation sur le comportement de construction du nid chez la souris sera réalisée comme un indicateur du bien-être. En effet, lors de stress, de douleur ou de mal être chez la souris la construction des nids est affectée. Cette évaluation quotidienne permettra d’alerter ou d’identifier un mal-être ou une douleur éventuelle lorsque la qualité du nid est altérée. Elle permettra également de témoigner d’un bien-être lorsque le nid est de bonne qualité. Pour respecter le rythme de vie des animaux et les manipuler lorsqu’ils sont réveillés, les animaux seront hébergés avec un cycle de lumière jour/nuit inversé correspondant à leur phase d’éveil/sommeil. En effet, les souris sont des animaux nocturnes. Grâce à un système de programmation de l’éclairage, le jour ils seront donc dans l’obscurité avec lumière rouge (non visible pour eux) et la nuit ils seront hébergés avec de la lumière. Les tests comportementaux seront ainsi réalisés lors de l’éveil des souris et elles ne seront pas dérangées lors de leurs phases de sommeil. Les résultats avec ce cycle de lumière inversé seront plus pertinents sur le plan éthologique et fourniront des données plus fiables et robustes. Les tests comportementaux ont également été raffinés pour étudier des comportements de prise de décision éthologique (qui existent dans la nature) dans des conditions quasi-naturelles au sein même du laboratoire. Le projet comprend des chirurgies qui se feront sous anesthésie générale avec une couverture médicamenteuse qui agira dès le réveil de l’animal et qui sera maintenue si l’animal montre des signes de souffrance. La procédure d’anesthésie a été raffinée et permet d'être rapidement inversée par l’injection d’une solution de réveil, permettant ainsi d’éviter au maximum les problèmes et inconforts liés à une anesthésie pharmacologique. Les procédures de chirurgie ont été raffinées grâce à la cartographie du cerveau permettant des injections précises ciblant seulement les structures d’intérêt, permettant ainsi de réduire considérablement les effets secondaires liés à des injections peu spécifiques. Les animaux, bien que hébergés de façon individuelle, auront un contact olfactif et visuel avec leurs congénères. Ils auront un enrichissement important (nid, maison, tunnel, bâtonnets à ronger) et seront manipulés/habitués quotidiennement par le même expérimentateur. L’ensemble des animaux est surveillé quotidiennement.

Choix des espèces

La souris est une espèce de choix pour les études sur le système nerveux central des vertébrés. L'organisation du système nerveux central de cette espèce est assez similaire à celle de l'homme, ce qui permet d'extrapoler les résultats obtenus dans cette espèce à l'espèce humaine pour mieux comprendre les mécanismes cellulaires au niveau comportemental. Les propriétés du système nerveux central de la souris présentent de nombreuses similitudes avec d'autres mammifères, dont l'homme. Ainsi, les enseignements tirés de l'étude des tissus de la souris sont largement transférables à l'homme. Le projet sera réalisé sur des animaux de 8 semaines ce qui correspond chez cette espèce à l’âge jeune adulte où l’animal est en pleine capacité d’apprentissage. Leur poids et leur taille sont stables le temps de nos protocoles, et la taille du cerveau est homogène, garantissant ainsi une bonne reproductibilité des sites d'injection.

6 176 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules tumorales, jusqu'à deux injections dans le sinus rétro-orbitaire, quatre injections intrapéritonéales, trois gavages hormonaux, deux prélèvements sanguins et une irradiation de six minutes et cinquante-quatre secondes. Le porteur décrit des tumeurs pouvant entraîner des difficultés respiratoires, des ulcérations, des nécroses, des automutilations et l'isolement des animaux, celles dont le système immunitaire est absent y étant plus exposées. Les retombées annoncées, mieux choisir les traitements et repérer les patients qui répondent aux immunothérapies, sont renvoyées au long terme, tandis que le porteur affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit l'évolution d'un "organisme entier" au cours du développement des cancers.

Objectifs

Les points de contrôle immunitaires sont des protéines qui interagissent avec les cellules du système immunitaire, appelées lymphocytes T, pour réguler leur activité une fois qu'une infection est éliminée. Cependant, dans le cas d’un cancer, les cellules tumorales utilisent ces protéines pour bloquer l’action des lymphocytes T, ce qui leur permet d’échapper au système immunitaire. Pour contrer cela, des médicaments appelés « inhibiteurs de points de contrôle immunitaires » ont été développés. Ils réactivent les lymphocytes T pour qu'ils attaquent les cellules cancéreuses. Ces traitements ont révolutionné le traitement de certains cancers, comme le mélanome avancé. Cependant, beaucoup de patients ne répondent pas à ces traitements ou rechutent dans les cinq ans. Il est donc crucial de mieux comprendre comment les voies cellulaires et moléculaires sont mises en place lors de traitements et de trouver des moyens de prédire qui va y répondre. La protéine Eomes, présente dans les lymphocytes T, joue un rôle important dans la lutte contre les tumeurs, mais on ne sait pas encore clairement comment elle influence la réponse à ces traitements. Les premières recherches montrent que plus il y a d'Eomes, meilleure est la réponse contre le cancer. Ce projet vise à comprendre comment Eomes agit sur l'efficacité des traitements contre le cancer, en utilisant des modèles de cancer chez la souris. Cela permettra de savoir si les lymphocytes T possédant Eomes sont les cibles principales des inhibiteurs des points de contrôle immunitaires.

Bénéfices attendus

La compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires mis en place lors du traitement par les inhibiteurs des points de contrôle immunitaires permettra d’améliorer la compréhension des réponses immunitaires impliquées dans la réponse antitumorale et ainsi de comprendre pourquoi certains patients sont réfractaires aux thérapies actuellement utilisées. À terme, cette étude aura donc pour but de mieux sélectionner les traitements, d’augmenter l’efficacité des traitements déjà existants, et potentiellement d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques.

Procédures

Tous les gestes invasifs seront réalisés sous inhalation d'isoflurane (2% + mélange air/oxygène). Une attention particulière sera portée au suivi par des personnes formées et compétentes. Les injections en sous cutanée ont une durée de 1 minute par souris et sont réalisées une seule fois. Les injections en intraveineuse au niveau de la veine caudale durent 5 minutes et sont réalisées une seule fois. Les injections en intraveineuse au niveau du sinus retro-orbital durent 1 minute et sont réalisées 2 fois avec un jour d’intervalle entre les deux injections. Les prélèvements de sang en sous-mandibulaire durent 1 minute par souris et sont réalisées 2 fois avec 3 semaines d’intervalle entre les deux prélèvements. Les injections intrapéritonéales ont une durée de 1 minute par souris et sont réalisées 4 fois avec 2 jours d’intervalle entre chaque injection. L’administration par gavage d’un traitement hormonal a une durée de 2 minutes par souris et sera réalisée 3 fois par souris. L’irradiation a une durée de 6 minutes et 54 secondes et est réalisé une seule fois.

Impact sur les animaux

Les modèles tumoraux murins induits dans ce projet vont engendrer le développement de tumeurs pouvant entraîner des difficultés de déplacements. Un défaut d’alimentation et/ou de boisson et une perte de poids de l’animal peuvent apparaître. De plus, les tumeurs pourraient éventuellement induire des troubles fonctionnels chez l'animal comme des difficultés respiratoires ou une augmentation du rythme respiratoire ainsi qu’une altération de la température corporelle. Des troubles comportementaux pourraient survenir tels que des auto-mutilations,des défauts de toilettage et de nidification ainsi que l’isolement. L’état général des souris pourrait être altéré. Les tumeurs peuvent également présenter des ulcérations ou des infections. Lors de la régression tumorale favorisée par l’action des combinaisons d’immunothérapies, des nécroses peuvent être visibles sans saignements ni rougeurs. L’absence de système immunitaire chez certaines souris du projet les rendent plus sensibles au développement et à la progression tumorale ainsi qu’aux ulcérations, infections et invaginations de la tumeur.

Devenir

Les animaux qui ont développé des tumeurs seront mis à mort afin de réaliser des analyses sur les cellules purifiées à partir des organes prélevés (moelle osseuse ou tumeurs, ganglions drainants la tumeur et rate). Ceci nous permettra d’évaluer l’efficacité des immunothérapies sur la réponse immunitaire anti-tumorale.

Remplacement

Le recours à l'expérimentation animale dans le cadre de cette étude se fait après de nombreuses études in vitro dans des modèles cellulaires. Le principe de remplacement n'est pas applicable à ce projet car les études in vitro ne sont pas capables de prendre en compte la complexité des mécanismes cellulaires sollicités et de considérer en même temps, l’évolution adaptative constante de l’organisme entier au cours du développement de cancers. Ces études in vitro ne reproduisent pas l'ensemble des voies impliquées dans des modèles physiologiques intégrés et par conséquent ne permettent pas l'obtention de résultats scientifiques exploitables et pertinents de la pathologie humaine. Cependant, il n’existe à l’heure actuelle aucun modèle in vitro capable de prendre en compte toute la complexité des mécanismes cellulaires sollicités et de considérer en même temps, l’évolution adaptative constante de l’organisme entier au cours du développement de cancers.

Réduction

L’ensemble des expériences sont organisées de manière à réduire au maximum le nombre d'animaux grâce à des études préliminaires qui nous ont permis de maîtriser ces modèles murins. Les résultats actuels ont permis de valider que des lots de 10 souris par génotype selon les paramètres à évaluer permettent d'acquérir des données fiables. La stratégie d’expérimentation sera une étude longitudinale. Cette approche expérimentale permet d’appliquer un modèle statistique pour un plan en mesures répétées et permet d’avoir une puissance de test importante car chaque animal est observé à différents temps et devient son propre contrôle. Un test statistique sera utilisé pour les expériences du projet. Dans ce projet, nous utilisons un modèle de mélanome murin dans lequel les cellules cancéreuses émettent de la lumière. Par imagerie, nous sommes capables de visualiser la progression tumorale et les métastases au cours du temps et ce de manière non invasive en ré-utilisant les mêmes animaux. Par ailleurs, dans ce projet, nous injecterons simultanément des cellules immunitaires (Lymphocytes T) compétentes et déficientes pour une protéine d’intérêt dans une seule et même souris dont le système immunitaire est non fonctionnel, réduisant ainsi le nombre d’animaux utilisé.

Raffinement

Le bien-être de l’animal est un facteur de variabilité expérimentale que nous prenons en considération grâce au suivi quotidien des animaux dès l’initiation des modèles de cancers. Ainsi, l’expérimentateur impliqué dans le projet observera le comportement et mesurera le poids des animaux tous les deux jours à compter de l'initiation des modèles de cancers jusqu'à la fin de l'expérimentation. Toutes modifications de la prise de nourriture/boisson, de la posture, des déplacements, de la sociabilité et de la nidification seront observées. En cas de déshydratation et de perte de poids inférieur au seuil défini dans les points limites, de la nourriture et de l’eau sous forme de gel seront ajoutés. Les comportements d’agressivité seront également surveillés et du coton sera ajouté. Suite à l’induction des modèles tumoraux, des nécroses inflammatoires avec apparition d'une invagination au centre de la tumeur, de petits saignements et de rougeurs sur le pourtour de la tumeur peuvent se développer et seront nettoyées avec de la Vétédine. Pour diminuer la souffrance et la douleur liée aux procédures expérimentales et au développement de cancers, un traitement analgésique en locale (lidocaïne) sera administré aux souris au niveau de ces nécroses inflammatoires. Par ailleurs, des grilles d’expressions faciales des souris mises à disposition dans l’animalerie sont consultées pour détecter la douleur, la détresse ou la souffrance des animaux. De manière concomitante, des points limites ont été définis en concertation avec les zootechniciens pour détecter une dégradation trop importante de la santé et du bien-être des animaux et arrêter l’expérimentation. Pour éviter la mort à cause d’une éventuelle infection des souris dont le système immunitaire est non fonctionnel, ces souris seront hébergées en portoir ventilé, manipulées sous hotte avec port de gants, masque, combinaison, surchaussures et charlotte. Certains actes seront réalisés sous anesthésie générale et/ou sous anesthésie locale suivies d’un réveil des animaux sur tapis chauffant. Par ailleurs, les animaux sont hébergés en groupes sociaux harmonieux dans un environnement enrichi (copeaux, matériel de nidification, bâtonnets à ronger). Enfin, l'eau et la nourriture sont mises à disposition "ad libitum" et de la musique est diffusée en salle d’hébergement pour diminuer le stress et atténuer les bruits environnementaux.

Choix des espèces

Les modèles de l’espèce animale Mus musculus sont à la base de la compréhension des mécanismes de reconnaissance par le système immunitaire et ont permis ces dernières années d’importantes avancées thérapeutiques dans ce domaine. En effet, ces modèles sont très utilisés dans le criblage de nouvelles molécules, car, du fait de la présence de nombreux gènes équivalents chez l’homme et chez la souris, ils intègrent les caractéristiques de la pathologie humaine et aident à la compréhension de la résistance des cellules tumorales aux traitements. Par exemple, notre projet de recherche est basé sur l’utilisation d’animaux génétiquement modifiés pour les molécules d’intérêt Eomes (délétion dans les lymphocytes T). Aucune autre espèce animale avec ces caractéristiques génotypiques pour ces protéines n’est disponible. Par ailleurs, cette espèce présente certains intérêts pratiques décisifs justifiant l’utilisation des souris comme modèles dans ce type de projet : faibles coûts, cycles de reproduction courts, croissance rapide, facilité de transport, facilité de manipulation et une bonne adaptabilité aux conditions expérimentales. Il est également important de souligner que nous disposons chez la souris d’outils précieux (anticorps monoclonaux, plasmides, etc...) qui sont indispensables pour disséquer les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués. L’ensemble des expériences du projet sera réalisé sur des jeunes adultes soit des animaux âgés d’environ 6 à 8 semaines car les transplantations de cellules cancéreuses sont plus efficaces chez les jeunes adultes et permettent donc une meilleure prise tumorale.

640 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, chacune passant une semaine avec une roue d'activité, jusqu'à 45 minutes sur un tapis roulant menant à l'épuisement musculaire, et vingt à trente minutes sous anesthésie pour la mesure de la force de ses muscles. Les procédures, d'un niveau de souffrance modéré, comprennent aussi des tests de marche, de coordination et d'agrippement sur animal vigile, et l'enregistrement de l'activité électrique du nerf vers le muscle par piqûre d'aiguilles de stimulation, avec un risque de détresse respiratoire, d'hypothermie et de douleurs au réveil. Les muscles et les autres tissus sont prélevés après la mise à mort, sur des souris alors âgées de trois à neuf mois. Le porteur annonce de nouvelles cibles thérapeutiques "utilisables chez l'homme" contre la fonte musculaire, quand l'objet immédiat du projet est d'identifier des mécanismes chez la souris.

Objectifs

Le système neuromusculaire joue un rôle essentiel dans les fonctions motrices de l'organisme, incluant la respiration, la locomotion, la mastication et d'autres activités quotidiennes. Cependant, diverses situations telles que le vieillissement, les périodes d'hospitalisation prolongée, les pathologies chroniques (les maladies cardiovasculaires, le diabète, etc…), le cancer, ainsi que les maladies neuromusculaires génétiques comme par exemple la dystrophie musculaire de Duchenne, peuvent entraîner une perte de masse musculaire. Les cellules souches musculaires, nichées dans le tissu, jouent un rôle crucial dans le processus de régénération pour réparer les fibres musculaires endommagées, en réponse à l'exercice intense ou au cours de maladies neuromusculaires. La compréhension des mécanismes sous-jacents à la formation des muscles et de leurs cellules souches associées, ainsi que des processus d'appariement des nerfs (motoneurones) sur les fibres musculaires en croissance, est essentielle pour envisager des interventions thérapeutiques ciblées sur l'axe neuromusculaire. Il existe une diversité de types de fibres musculaires, chacune dotée de propriétés de contraction et d'endurance distinctes, et présentant une vulnérabilité variable dans différentes conditions pathologiques ou lors du vieillissement. La complexité de ces interactions rend difficile leur étude in vitro ou ex vivo. Cependant, l'utilisation de modèles murins génétiquement modifiés offre une opportunité précieuse pour approfondir notre compréhension des propriétés des différentes fibres musculaires et des motoneurones, ainsi que de l'interaction entre les différents types cellulaires dans l’équilibre du système neuromusculaire. L'objectif de cette étude est d'identifier de nouveaux mécanismes impliqués dans le maintien de cet équilibre à la fois dans les éléments contractiles musculaires et dans les motoneurones, et pouvant potentiellement être perturbés dans diverses conditions pathologiques. Ce travail de recherche pourrait ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques visant à préserver la fonction neuromusculaire et à traiter des pathologies associées.

Bénéfices attendus

Le système neuromusculaire nous permet de nous mouvoir mais est aussi associé à des fonctions vitales comme la respiration et la déglutition. Les muscles squelettiques et les motoneurones associés s’atrophient au cours du vieillissement, lors d’hospitalisation prolongée, au cours du cancer, et dans de nombreuses myopathies d’origine génétique. La compréhension de la physiologie et de la physiopathologie neuromusculaire liée à de nouveaux acteurs, comme les protéines spécifiques étudiées dans ce projet, pourrait aboutir à la mise en évidence de nouvelles voies ou cibles thérapeutiques utilisables chez l’homme.

Procédures

Pour une première partie des animaux : L’évaluation des paramètres de la marche, de la respiration, de la coordination et de la force d’agrippement se réalisent sur animaux vigiles, elles seront faîtes 1 seule fois par animal et dure de 5 à 25 minutes. L’évaluation de la fonction musculaire des muscles fléchisseurs et l’enregistrement de l’activité électrique vers le muscle en passant par le système nerveux se réalisent sous anesthésie et analgésie adéquat, 1 fois par animal et elles durent de 10 à 20 minutes. Pour la seconde partie des animaux : Le test de l’activité volontaire s’effectue par les animaux de manière volontaire, la roue est maintenue pendant 1 semaine. Le test de tolérance à l’effort avec le tapis roulant est réalisé par les animaux eux-mêmes, 1 seule fois par animal et dure environ 45 minutes au maximum. Les mesure de force musculaire (sans réveil) s’effectuent sur animaux anesthésiés et sous analgésie adéquat, 1 fois par animal et durent 20 à 30 minutes.

Impact sur les animaux

Les principales nuisances attendues pour les tests fonctionnels sur animaux vigiles (cages à roue, tapis de course, test d'équilibre, test d'agrippement) sont le stress lié à la manipulation momentanée de l’animal par l’expérimentateur, au changement d’environnement et à l’isolement de courte durée des souris dans les appareillages de mesure. Une fatigue musculaire peut survenir pour le tapis de course. Pour certains tests, seul un léger stress dû aux changements d’environnement est à prévoir comme pour le test d’activité volontaire et l’évaluation des paramètres respiratoires. Les effets indésirables pouvant survenir pour les actes sous anesthésie sont la détresse respiratoire et l’hypothermie puis des douleurs post opératoires lors du réveil dues aux stimulations et à la contraction musculaire involontaire. . Les principales nuisances attendues pour les tests fonctionnels sur animaux vigiles (mesure de l’activité volontaire, test d’effort sur un tapis roulant, test d'équilibre, test d'agrippement) sont la peur liée à la manipulation momentanée de l’animal par l’expérimentateur, au changement d’environnement et à l’isolement des souris dans les appareillages de mesure qui peuvent générer un léger stress. Un épuisement musculaire peut survenir pour le tapis de course. L’évaluation de la marche et l'évaluation des paramètres respiratoires ne nécessitent aucune contention, les souris se déplacent librement dans les équipements. Seul un léger stress dû aux changements d’environnement est à prévoir. Les effets indésirables pouvant survenir pour l'évaluation non invasive de la fonction musculaire des muscles fléchisseurs et de l’activité électrique du système nerveux périphérique sont le réveil spontané, l’hypothermie, la détresse respiratoire, les douleurs post opératoires lors du réveil dues aux piqûres des aiguilles de stimulation et à la contraction involontaire, et du stress au réveil de l’anesthésie. Pour les mesures de force, les risques sont le réveil spontané, l’hypothermie et la détresse respiratoire.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin des procédures en suivant la réglementation en vigueur. Tous les tissus et échantillons musculaires seront prélevés pour des analyses histologiques et moléculaires réalisés ultérieurement en laboratoire de recherche.

Remplacement

Il existe une diversité de type de fibre musculaire, chacune dotée de propriétés de contraction et d'endurance distinctes, et présentant une vulnérabilité variable dans différentes conditions pathologiques ou lors du vieillissement. Malheureusement, la complexité de ces interactions rend difficile leur étude in vitro ou ex vivo. Cependant, l'utilisation de modèles murins génétiquement modifiés offre une opportunité précieuse pour approfondir notre compréhension des propriétés des différentes fibres musculaires et des motoneurones, ainsi que de l'interaction entre les différents types cellulaires dans le maintien de l'homéostasie neuromusculaire. Il est donc indispensable d’utiliser un modèle animal. Néanmoins, nous utilisons en parallèle des approches in vitro, notamment des cultures cellulaires de myoblastes et de myotubes contrôles et mutants pour étudier l’impact de la délétion des protéines d'intérêt dans la différenciation, le typage et le métabolisme des cellules musculaires, ainsi que pour l’étude les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents.

Réduction

640 animaux seront utilisés dans ce projet, la taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance et des tests statistiques seront utilisés pour une interprétation fiable des résultats. Pour limiter le nombre d’animaux, les animaux seront analysés de manière longitudinale (un même animal pour plusieurs tests et donc plusieurs résultats).

Raffinement

Lors du transport entre les deux animaleries, les animaux pourront subir du stress dû aux mouvements des cages de transport, dû au transfert dans les nouvelles cages ou encore dû au changement d’environnement et d’alimentation, une période d’acclimatation d’une semaine minimum sera réalisée. Les conditions d’hébergement et l’enrichissement du milieu sont gérées par les techniciens de l’animalerie. Elles consistent à un contrôle quotidien des cages, de la température et de l’hygrométrie. Ces pièces sont équipées de cycle jour/nuit permettant un cycle de réveil et de sommeil constant et sain pour l’animal. Le changement des cages se fait sous hotte aspirante et les cages possèdent des filtres. Les cages sont placées sur un portoir ventilé. Les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum (abreuvement automatique). Pour que les animaux puissent faire leur nid, des lanières de papier kraft seront utilisées comme enrichissement ainsi que des bâtons à ronger ou des maisonnettes pour se cacher (ou équivalent) afin d’éviter le stress. Le nombre d’animaux par cage est réduit à 2 minimum et à 5 maximum. Si nécessaire, la nourriture pourra être placée sur le plancher de la cage. Afin de permettre une interprétation fiable des résultats avec le respect du bien-être animal, une surveillance quotidienne sera réalisée pour détecter tout signe d'inconfort. Des points limites suffisamment précoces et prédictifs ont été définis. En vue de réduire au maximum le stress des animaux, un exercice d’habituation sera réalisé 2 jours avant les tests. A l’exception de l’évaluation des paramètres respiratoires dont le stress doit être réduit au maximum, une session par jour pendant 5 jours sera nécessaire. Pour les actes le nécessitant les souris recevront l’anesthésie et l’analgésie adéquat afin d’éviter toute douleur et stress.

Choix des espèces

L’espèce souris Mus musculus a été choisie car elle représente un excellent modèle pour étudier la physiologie des mammifères dans une population homogène d’animaux (même fond génétique). De plus, la souris est un modèle de choix pour l'étude des dysfonctionnements musculaires car de nombreuses voies de régulation dans le système neuro-musculaire sont conservées entre souris et homme, permettant une extrapolation des résultats obtenus. De plus, l'utilisation de modèle de souris transgéniques permet une étude approfondie de de protéines d’intérêts dans la fonction neuromusculaire. Enfin, la disponibilité de données bibliographiques importantes sur la physiologie et la physiopathologie de la souris est un atout important dans l'analyse et l'interprétation de nos travaux de recherche sur ce modèle animal. Les expériences seront réalisées sur des souris adultes à partir âgées de 2 à 8 mois chez lesquelles le système neuromusculaire est complètement développé. A la fin de la procédure, les animaux seront euthanasiés et seront âgés de 3 à 9 mois environ.

Une chirurgie de cinq heures au maximum ouvre le crâne pour y implanter des électrodes, puis les souris sont enregistrées pendant leur sommeil 48 heures par mois, de l'âge de deux mois à quinze mois. Certaines parcourent un labyrinthe ou apprennent à associer un indice visuel à une action pour obtenir une récompense, sous contrôle alimentaire. D'autres reçoivent une injection dans l'abdomen chaque jour pendant trois mois. Le porteur présente le maintien des animaux pendant plus d'un an comme un moyen d'obtenir un maximum de données par animal. 220 souris transgéniques mimant la maladie d'Alzheimer vont ainsi être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever leur cerveau.

Objectifs

Les objectifs de cette étude sont 1- d’évaluer simultanément le décours temporel de l’apparition des altérations du sommeil d’une part et des altérations cognitives d’autre part dans un modèle murin de la maladie d’Alzheimer, 2- de tester si moduler l’activité des neurones du thalamus, une structure profonde du cerveau, en amont de l’apparition des symptômes cognitifs pourrait permettre de retarder l’apparition des symptômes cognitifs et de diminuer la charge d’Amyloïde Béta dans le cerveau des souris, 3- d’évaluer l’évolution de la connexion entre le thalamus et le cortex au cours du vieillissement, 4- d’évaluer le fonctionnement du thalamus et du cortex cours du vieillissement et en relation avec le sommeil, et enfin 5- de tester si activer les neurones du thalamus permet de réduire la charge en Amyloïde Béta chez les souris Alzheimer.

Bénéfices attendus

Ce projet est un projet de recherche fondamental dont l’impact pour les familles et les patients ne sera pas immédiat. Néanmoins, la recherche fondamentale est indispensable à l’identification de nouvelles pistes de traitement et ce projet pourrait donner des pistes thérapeutiques à relativement brève échéance pour deux raisons : Tout d’abord, ce projet vise à proposer le sommeil comme piste de réflexion dans la prise en charge des patients. Le sommeil est souvent très dégradé chez les patients âgés et ce sommeil est indispensable pour le bon fonctionnement de notre mémoire et pour notre récupération. Améliorer la qualité du sommeil des patients pourrait avoir des conséquences immédiates sur l’amélioration des capacités de consolidation de la mémoire et sur les capacités d’attention. Ceci pourrait être très rapidement mis en place car il existe déjà un arsenal thérapeutique pour le traitement des problèmes de sommeil. D’autre part, ce projet va permettre de chercher à comprendre si la stimulation du thalamus, un ensemble de noyaux profonds du cerveau, pourrait permettre d’améliorer les performances cognitives dans un modèle de souris transgéniques mimant les symptômes de la maladie d’Alzheimer. On sait que la stimulation de ces noyaux permet de diminuer les micro-réveils qui sont très communs chez les patients et qui contribuent à une mauvaise qualité de sommeil. Les neurones qui composent ces noyaux présentent des signatures biochimiques très particulières qui leur permet d’être ciblés par des molécules médicamenteuses. Si les résultats de cette étude sont positifs, il serait alors assez facile et rapide de lancer une étude clinique qui permettrait d’évaluer si les résultats obtenus chez la souris sont aussi prometteurs chez l’homme.

Procédures

Les animaux subiront des chirurgies invasives pour l'implantation des électrodes d'enregistrement intra-cranienne. Cette chirurgie dure un maximum de 5 heures. Ils seront ensuite enregistrés pendant leur sommeil 48h tous les mois de 2 à 15 mois dans des caissons d’enregistrements spécifiques. Certains animaux effectuerons aussi différentes tâches de comportement comme un labyrinthe et une tâche d’association où l’animal doit associer un indice visuel avec une action à effectuer pour obtenir une récompense. Enfin, certains animaux subiront des injections intra-péritonéales tous les jours pendant 3 mois.

Impact sur les animaux

Les souris utilisées sont un animal modèle transgénique de la maladie d’alzheimer. Ces animaux ont des troubles mnésiques qui se développent progressivement au cours du vieillissement mimant ainsi les troubles cognitifs des humains souffrant de la maladie d’Alzheimer. Toutes les procédures faites sur ces souris seront de degré́ de sévérité modéré du fait de la chirurgie nécessitant l’insertion d’électrodes dans le cerveau. Les douleurs péri- et post-opératoires sont minorées par l’administration d’antalgiques puissants. Les animaux effectueront des tests comportementaux qui impliquent une brève contention pour connecter l'implant au système d’enregistrement et un contrôle alimentaire, qui peuvent provoquer un stress chez l’animal. Ces paramètres sont minorés par une précautionneuse habituation des animaux à la manipulation par l’expérimentateur.

Devenir

Toutes les expériences seront terminées par la mise à mort des animaux pour prélèvement d’organes pour des études post mortem.

Remplacement

Il n’existe pas de méthode alternative à l’expérimentation animale pour ce projet. En effet, ce projet combine étude de plusieurs paramètres comportementaux chez la souris et enregistrement de plusieurs aires corticales simultanément pendant le sommeil. Il est à ce jour impossible de mimer un apprentissage mnésique dans aucun modèle vivant complexe tels que les organoïdes qui de plus ne sont pas encore assez aboutis pour reproduire les connections entre les différentes aires corticales.

Réduction

Le nombre d’animaux sera réduit grâce à l’utilisation de tests statistiques avancés qui permettent de prendre en compte à la fois les mesures qui sont prises plusieurs fois sur le même animal et les mesures effectuées entre les animaux. Ces tests permettent d'inclure des animaux qui n’auraient pas faits toutes les étapes du protocole et de réduire le nombre d'animaux grâce aux mesures répétées. Enfin cette étude comporte deux procédures pendant lesquelles les animaux seront gardés pendant plus d’un an, permettant d’obtenir un maximum de données par animal et de pouvoir comparer l’évolution chez le même animal de différents paramètres.

Raffinement

Dans ce projet, les enregistrements électrophysiologiques seront combinés à des tâches comportementales ce qui permettra de réduire le nombre d’animaux. Dans la grande majorité des études, les animaux implantés sont isolés. En effet, le stress induit par les contentions et les enregistrements conduit souvent les animaux à devenir agressif et à se battre. Néanmoins, l’isolement est également un stress majeur pour les souris, les étapes d’habituation et de contention ont donc été raffinées afin de limiter le stress des animaux, et ceci me permet de maintenir les animaux au minimum par deux. Les animaux implantés sont souvent isolés pour protéger les implants. Dans cette étude, les souris seront soit maintenues en groupe soit maintenues dans des cages spécifiques développées qui, grâce à une cloison avec des larges trous, permet aux animaux de se sentir et se côtoyer sans pour autant pouvoir ronger le connecteur de son compagnon de cage. La prise en charge de la douleur pendant la chirurgie et en post-chirurgie est optimisée pour que les animaux ne ressentent aucune douleur et une habituation lente et progressive est effectuée afin de réduire au maximum le stress de l’animal. Enfin, un arbre décisionnel d’évaluation du bien-être de chaque souris a été mis en place comportant différents points limites afin d’abréger les souffrances de l’animal en cas de complications post-opératoires et tout au cours du protocole expérimental.

Choix des espèces

Ce projet requiert l’utilisation de souris car nous comparerons ici l’évolution des performances cognitives et de la qualité du sommeil chez les individus sains et dans un modèle de souris transgénique de la maladie d’Alzheimer. D’autre part, les stratégies de transduction virale sont largement utilisées chez la souris ce qui nous permettra de comparer nos résultats avec ceux de la littérature. Il n’existe pas de méthode alternative pour étudier un phénomène physiologique aussi complexe que la synchronisation des oscillations cérébrales. Les souris possèdent une architecture du sommeil très similaire à celle de l’humain avec l’alternance de phases de sommeil profond et paradoxal. Pendant le sommeil profond, on observe des phases de haut niveau de synchronisation très proches de celles observées chez l’humain. Les animaux seront utilisés à partir de 6 semaines pour les injections et 8 semaines pour les implantations quand la boîte crânienne a atteint sa taille adulte. Les chirurgies seront effectuées à 8 et les enregistrements entre 9 et 60 semaines. En effet, ce projet vise à étudier l’évolution au cours du vieillissement des performances cognitives et de la qualité du sommeil chez des animaux sauvages et modèles murins de la maladie d’Alzheimer.

Des cellules de gliome sont injectées dans le tronc cérébral de souriceaux âgés de deux jours, puis la tumeur qui s'y développe est suivie sous anesthésie trois fois par semaine, vingt minutes à chaque fois. 1 000 souris fortement immunodéprimées vont être utilisées, toutes tuées pour que leurs tumeurs soient prélevées et analysées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le projet teste des associations de deux molécules contre un cancer pédiatrique du tronc cérébral aujourd'hui incurable. Le porteur affirme que les nuisances ont un effet limité parce que les souris sont manipulées sous anesthésie générale, et confie l'estimation de la souffrance au personnel de l'animalerie sans décrire de grille de score.

Objectifs

Ces travaux de recherche vise à étudier le gliome du tronc cérébral, un cancer pédiatrique toujours incurable. Aucun des traitements actuels ne prolonge la vie des enfants atteint de ce gliome. Dans ce contexte, il est nécessaire de tester de nouvelles stratégies thérapeutiques mais aussi d’optimiser celles développées récemment afin que le traitement soit le plus efficace possible. Récemment, nos études sur les lignées cellulaires ont mis en évidence l’intérêt de plusieurs nouvelles combinaisons de deux composés chimiques et de nouvelles combinaisons sont en cours de développement. Certains aspects de nos projets vise aussi à optimiser l’efficacité de certaines combinaisons médicamenteuses. Des analyses moléculaires et de tissus seront réalisées sur les tumeurs après prélèvement afin d’apprécier l’action de chacune des deux produits et de la combinaison sur les cellules cancéreuses et sur certains gènes dans un contexte in vivo.

Bénéfices attendus

Démontrer que l’association de deux nouveaux médicaments bloque la formation de tumeur chez la souris. Etudier l’effet des deux composés, seuls ou en association, au niveau moléculaire et sur les tissus tumoraux.

Procédures

Injection sous anesthésie de cellules dans le tronc cérébral (une fois, 5 minutes ). Suivi du poids et du développement tumoral sous anesthésie (3 fois par semaine, 20 minutes)

Impact sur les animaux

Les procédures expérimentales utilisées dans ce projet sont de classe modérée avec la greffe de cellules tumorales dans le tronc cérébral et la formation de tumeur dans le cerveau. Dans certaines conditions du projet, des agents anticancéreux seront administrés aux animaux afin d’évaluer la sensibilité des cellules tumorales à cette nouvelle thérapie. Les nuisances attendues sont la manipulation des cages et des souris lors des expériences, un léger stress thermique dû à l'anesthésie qui est pris en charge par l'utilisation d’un tapis chauffant et une douleur due à l’injection de cellules et de solutions chimiques avec une aiguille. Comme les souris sont manipulées sous anesthésie générale, toutes ces nuisances ont un effet limité sur les animaux.

Devenir

Les 1000 souris de ce projet seront euthanasiées afin de procéder au prélèvement des tumeurs et leur analyse pas des approches cellulaires, moléculaires et des analyses de tissus.

Remplacement

Il n’existe pas de méthode alternative à la réalisation de ce projet, c’est-à-dire un système biologique qui reproduit partiellement ou entièrement les conditions cliniques, analytique et/ou moléculaire de notre objet d'étude. II est impossible d'obtenir les informations fournies dans cette étude sans l'utilisation de cette souche de souris (souris ayant un système immunitaire à capacité limitée). Sources bibliographiques consultées (PubMed, CEVMA). Les conclusions recherchées ne peuvent être obtenues par des modèles alternatifs d'étude in vitro, qui ne reconstituent pas de manière optimale la complexité, l’interactivité et la diversité des compartiment stromales et tumorales en action in vivo chez la souris.

Réduction

Nous utiliserons des mâles comme des femelles. Nos résultats seront analysés avec des tests statistiques adaptés en tenant compte du nombre d’animaux par lot qui est de 10.

Raffinement

Concernant l’objectif de réduction de la souffrance, la douleur et l’angoisse infligées aux animaux. Les souris seront hébergées en animalerie, suivies quotidiennement pour détecter d’éventuels signes cliniques par du personnel qualifié. Ces animaux sont hébergés en cages à raison de 5 souris par cage. Les conditions d’hébergements sont adaptées à la forte immunodépression de ces animaux : cages, nourritures et litières sont stérilisées. De plus, chaque cage reçoit un enrichissement du milieu en l’occurrence des nids en papier crépon. En ce qui concerne les données de comportement et de physiologie, l’estimation de la souffrance est réalisée par le personnel de l’animalerie. Si pour une raison quelconque, un animal est considéré comme en souffrance, il sera euthanasié sans attendre.

Choix des espèces

1. La souche de souris choisie est largement utilisée dans la recherche sur le cancer en raison de sa capacité à développer le processus étudié du fait de sa forte immunodépression. 2. L’expérience d’utilisation des chercheurs demandeurs. Pour le modèle intracrânien de gliome, l’injection de cellules dans les souris sera réalisée au deuxième jour après la naissance. À cet âge, une injection intracérébrale est faisable sans procédures chirurgicales, ce qui réduit considérablement la souffrance animale. Il est aussi important que le cerveau soit à un stade de développement précoce pour être proche du microenvironnement présent chez les enfants atteints de gliomes du tronc cérébral.

756 souris, dont des lignées porteuses de mutations du récepteur nicotinique α5 liées à la dépendance à l'alcool, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées sous anesthésie profonde pour conserver leur cerveau. Selon les groupes, elles ont accès chaque jour à un biberon d'alcool pendant 6 à 12 semaines, subissent une chirurgie du cerveau de 30 à 45 minutes, une stimulation de neurones par la lumière, jusqu'à quatre contentions de 15 minutes et une ou deux prises de sang sous la mâchoire. 612 souris passent un test social de 10 minutes par jour pendant cinq jours, présenté comme un test de reconnaissance des émotions sans autre description. L'objectif est de comprendre comment ces mutations modifient les émotions, le comportement social et la consommation d'alcool, chez les mâles comme chez les femelles. Le porteur affirme que les souris placées en contention "finissent par s'y habituer", et écrit que les tests quotidiens "contribuent aussi à leur bien-être".

Objectifs

Les problèmes liés à la consommation d'alcool sont très courants et dangereux dans notre société. Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), 5 % des décès dans le monde sont causés par une consommation excessive d'alcool. Pour mieux comprendre ce problème et trouver des solutions, il est important de savoir comment notre corps et notre environnement influencent cette dépendance. Des études ont montré qu'une petite différence dans un gène, appelé CHRNA5, peut augmenter le risque de devenir dépendant à l'alcool. Toutefois, il reste difficile d'étudier ce lien chez les humains. Pour mieux comprendre, des chercheurs ont utilisé des rats qui avaient cette différence génétique. Ces rats avaient un risque plus élevé de rechute dans l’alcool après une période d’abstinence. De plus, ce gène joue un rôle important dans certaines parties du cerveau qui sont liées à la mémoire et aux relations avec les autres. Et les connexions entre ces zones du cerveau sont aussi liées à l’anxiété et au comportement social. L’objectif de cette recherche est d’étudier comment cette différence génétique affecte les émotions et les comportements sociaux, ainsi que la communication entre certaines parties du cerveau. Pour cela, nous utiliseront des souris spéciales qui ont cette même différence génétique, et les compareront à des souris normales. Nous observerons comment cela influence leurs comportements et leur consommation d'alcool, en étudiant aussi les différences entre les mâles et les femelles. Ensuite, nous enregistreront l’activité du cerveau des souris pour comprendre comment cette différence génétique change la manière dont les parties du cerveau communiquent entre elles. Puis nous essayeront de manipuler cette communication pour voir comment cela affecte les comportements sociaux des souris. Enfin, nous tenteront de remettre en place la version normale du gène dans le cerveau des souris pour voir si cela améliore leur comportement.

Bénéfices attendus

Des études ont montré qu'une petite différence dans un gène, appelé CHRNA5, peut augmenter le risque de devenir dépendant à l'alcool. Mais on ne sait toujours pas vraiment comment cela fonctionne. Malgré les graves conséquences de la dépendance à l'alcool sur la société, il existe très peu de traitements qui fonctionnent bien, et la plupart des personnes dépendantes rechutent après avoir essayé d'arrêter de boire. Les personnes qui souffrent de dépendance à l'alcool peuvent avoir des comportements très différents. Par exemple, certaines peuvent être anxieuses ou avoir des comportements antisociaux. Il est cependant compliqué de savoir si ces comportements sont causés par la consommation d'alcool ou s'ils étaient déjà présents avant. Notre projet a pour but de mieux comprendre comment les émotions et les comportements sociaux sont liés à la consommation d'alcool. Nous voulons savoir si ces comportements viennent de la consommation ou s'ils existaient avant. De plus, nous voulons prendre en compte les différences entre les sexes, car les réactions des hommes et des femmes peuvent être différentes. Ce projet pourrait nous aider à plusieurs niveaux. En tenant compte des émotions et pas seulement de la quantité d'alcool consommée, nous espérons comprendre comment cette différence génétique augmente le risque de dépendance. Si nous découvrons des comportements chez les animaux qui ressemblent à ceux observés chez les humains, cela pourrait nous aider à tester des traitements adaptés aux différents types de dépendance. Cela pourrait aussi conduire à des soins plus personnalisés, qui prendraient en compte la personnalité, le type de consommation d’alcool et le sexe de chaque personne, pour une meilleure efficacité. Enfin, nous cherchons à comprendre quelles parties du cerveau sont affectées par l'alcool et comment cela influence les comportements sociaux et émotionnels. Cela pourrait permettre de créer de nouveaux médicaments pour aider les personnes à arrêter de boire et à éviter les rechutes, en fonction de leur profil émotionnel et social.

Procédures

Les animaux passeront par plusieurs étapes dans cette étude : Ils auront accès à un biberon avec une solution d'alcool, une fois par jour, pendant 6 à 12 semaines (144 animaux). Ils subiront une petite opération sous anesthésie, d'environ 30 à 45 minutes, pour implanter un dispositif dans le cerveau (468 animaux). L’activité de leur cerveau sera mesurée sous anesthésie profonde pendant environ 1 heure après avoir stimulé une région spécifique du cerveau (144 animaux). Une technique utilisant la lumière permettra d'activer ou de désactiver certaines parties du cerveau chez des animaux éveillés, pendant 3 minutes (180 animaux, dont 90 pour l'activation et 90 pour la désactivation). Ils participeront à un test pour observer leur comportement social pendant 10 minutes par jour, sur une période de 5 jours (612 animaux). Ils seront soumis à un léger stress de restriction de leurs mouvements pendant 15 minutes, jusqu’à 4 fois au total, avec au moins une semaine de repos entre chaque session (144 animaux). Un petit échantillon de sang sera prélevé sous leur mâchoire. Certains animaux auront ce prélèvement une fois (288 animaux), d'autres deux fois, avec au moins une semaine d'écart entre les deux prélèvements (252 animaux).

Impact sur les animaux

Les animaux participeront à différents traitements et tests au cours de cette étude : Consommation d'alcool : Ils auront accès à un biberon contenant de l'alcool une fois par jour pendant 6 à 12 semaines. Cela peut leur donner une sensation de détente et d'euphorie. Opération du cerveau : Ils subiront une intervention sous anesthésie pour injecter un virus ou placer un dispositif dans leur cerveau, ce qui dure environ 30 à 45 minutes. Le jour suivant, ils peuvent perdre un peu de poids, mais ils le récupèrent généralement en trois jours. Ils ressentent une légère douleur, bien contrôlée par des médicaments contre la douleur qu’ils reçoivent avant et après la chirurgie. Il peuvent être confronté au saignement après la chirurgie, l’infection de la plaie qui est bien gérée par une désinfection à la Bétadine et un suivi par l’expérimentateur. Dans de rares cas le dispositif implanté dans leur cerveau peut se décrocher. Enregistrement de l'activité cérébrale : Nous allons enregistrer l'activité de certaines parties de leur cerveau pendant environ une heure, sous anesthésie générale profonde, après avoir stimulé une région spécifique. Activation ou inhibition du cerveau par la lumière : Nous utiliserons une technique spéciale qui permet d'activer ou de calmer certaines parties du cerveau des animaux éveillés pendant 3 minutes. L'activation peut causer une légère anxiété temporaire, tandis que l'inhibition a un effet de diminution du stress. Test de reconnaissance des émotions : Les animaux seront observés lors d’un test qui dure 10 minutes par jour pendant 5 jours, pour observer leur comportement et réaction emotionelle. Cela peut provoquer un léger stress. Stress modéré : Les animaux seront placés dans un dispositif qui limite leurs mouvements pendant 15 minutes, jusqu'à 4 fois, avec une semaine entre chaque session. Ce stress est modéré, et les animaux finissent par s'y habituer. Prélèvement sanguin : Un petit échantillon de sang sera prélevé sous leur mâchoire. Cela est rapide mais peut causer une légère douleur et un stress momentané au moment où l’aiguille entre dans la peau. Certains animaux subiront ce prélèvement une fois, et d'autres deux fois, avec une semaine d'intervalle.

Devenir

A la fin des procédures les animaux sont euthanasiés sous anesthésie générale profonde pour la conservation des tissus (cerveau), qui seront analysés ultérieurement.

Remplacement

Ce projet étudie la manière dont les souris reconnaissent les émotions et comment cela est lié à la consommation d'alcool. À ce jour, il n'existe pas d'autres méthodes pour faire ces recherches sans utiliser des animaux. De plus, nous voulons comprendre comment certaines mutations génétiques influencent ces comportements. C'est pourquoi nous devons utiliser des souris spéciales qui ont les mêmes mutations que celles que l'on retrouve chez l'humain

Réduction

Nous optimisons le nombre d'animaux utilisés en réalisant plusieurs tests sur chaque animal au lieu de multiplier les groupes. Ainsi, les animaux passeront par différentes étapes de manière séquentielle (comme des opérations, des prélèvements, ou des tests de comportement). Avant de lancer un protocole complet, nous faisons d'abord des essais sur un petit groupe de 4 à 5 animaux pour voir si cela vaut la peine de poursuivre. Cela nous aide à éviter d'utiliser trop d'animaux. Si les résultats sont prometteurs, nous passons à un groupe de 12 animaux, qui est le nombre minimum que l’on estime nécessaire pour avoir des résultats fiables. Nous vérifions également que les données sont bien réparties avant de les analyser avec des méthodes statistiques appropriées.

Raffinement

Nous ferons tout pour garantir le bien-être des animaux pendant l'étude. Lors des opérations, ils recevront une anesthésie pour les endormir et des médicaments pour soulager la douleur. Si l'opération dure longtemps, nous les hydraterons avec une injection pour qu'ils ne soient pas deshydratés au reveil. Tous les animaux vivront dans un environnement confortable, avec des matériaux pour construire des nids et des endroits où se cacher. Ils seront gardés ensemble pour maintenir leurs liens sociaux, et des techniciens vérifieront leur état chaque jour. Si un animal montre des signes de douleur, les techniciens préviendront immédiatement le responsable de l'étude pour prendre des mesures. Si nécessaire, nous donnerons des médicaments ou des crèmes pour les aider à guérir. Nous pouvons aussi leur fournir de la nourriture spéciale pour les aider à manger. Après certaines opérations, nous utiliserons des matériaux doux pour éviter d’endommager les implants. Les tests qui leur permettent d’interagir chaque jour contribuent aussi à leur bien-être. Tous ceux qui s’occupent des animaux sont formés pour le faire correctement. Enfin, si un animal doit être euthanasié, cela se fera de manière douce, sans douleur, pour minimiser ses souffrances.

Choix des espèces

La souris est un animal souvent utilisé pour étudier le cerveau chez les vertébrés. Son système nerveux est organisé de manière similaire à celui des humains, et elle partage environ 95% de ses gènes avec nous, ce qui permet de transposer les résultats obtenus chez la souris à l'humain de manière assez fiable. De plus, la souris peut être génétiquement modifiée, ce qui nous aide à comprendre les mécanismes biologiques impliqués dans de nombreuses maladies. Par exemple, grâce à des modèles de souris génétiquement modifiées, nous pouvons étudier comment certaines mutations génétiques humaines affectent des molécules ou des récepteurs spécifiques dans le cerveau. Les souris adultes ont été choisies pour cette étude car elles présentent une maturation complète des systèmes physiologique et neurologique, nécessaire à l’analyse des processus socio-emotionnels. Plus spécifiquement, nous utiliserons des souris modifiées pour exprimer des mutations des récepteurs nicotiniques, liées à la dépendance à l'alcool chez l'humain. Les souris montrent également une variété de comportements sociaux et de réponses émotionnelles, ce qui en fait un modèle pertinent pour notre recherche sur les émotions et la consommation d'alcool.