Système nerveux
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Criblage comportemental sur larves de Xénope de composés pharmacologiques photosensibles agissant sur des protéines neuronales
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
7 260 larves de xénope vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 6 300 d'entre elles et modéré pour 960. Chacune est incubée jusqu'à une heure quinze dans des composés pharmacologiques, isolée jusqu'à une heure trente dans un appareil de comportement, soumise à six flashes lumineux d'une minute et transférée cinq fois entre milieux, avant d'être tuée par surdose d'anesthésique. Le porteur anticipe une paralysie ou une nage erratique selon les doses, un inconfort oculaire lié aux flashes, et la mort d'une partie des larves par toxicité des composés. Les 960 larves de la phase pilote servent précisément à repérer les concentrations toxiques, et les larves témoins sont tuées elles aussi parce qu'il préfère des animaux "naïfs" à chaque expérience.
Objectifs
Les neurones, cellules du cerveau, communiquent entre elles par le liais de protéines appelées récepteurs. Ces récepteurs jouent un rôle central dans les processus tels que l’apprentissage et de la mémoire. La dysfonction de ces récepteurs est impliquée dans de nombreuses maladies neurologiques et psychiatriques (épilepsie, retard mental, autisme, schizophrénie). Il est donc important de développer des composés pharmacologiques à visée thérapeutique agissant sur ces récepteurs. Les composés pharmacologiques ciblant actuellement les nos récepteurs d’étude sont cependant limités par des problèmes d’effets secondaires importants chez l’animal et l’homme. L’utilisation de la lumière pour contrôler l’activité des molécules permet de s’affranchir de la plupart de ces effets secondaires. L’idée est d’administrer un composé photosensible dans sa forme inactive et de l’activer dans une région définie et pendant une durée précise afin d’éviter les effets secondaires liés à la présence prolongée du composé dans tout le corps. Le projet consiste à caractériser l’activité sur la locomotion des larves de Xénopes (Xenopus laevis) de composés pharmacologiques en fonction de différentes conditions de lumière. De par leur nombre, taille et transparence, les larves d’animaux aquatiques (poisson zèbre ou xénope) constituent en effet des modèles avantageux pour le criblage in vivo de molécules et les approches utilisant de la lumière. Ce projet devrait amener à la découverte de nouvelles molécules d’intérêt thérapeutique mieux tolérées ainsi qu’à la création d’outils pour l’étude de l’implication des récepteurs dans le fonctionnement du système nerveux.
Bénéfices attendus
Les récepteurs neuronaux jouent un rôle clé dans le développement du cerveau, ainsi que dans les processus de mémoire et d’apprentissage. Le developpement d’outils contôlables par la lumière ciblant des populations particulières de récepteurs neuronaux permettra de mieux comprendre les rôles de ces populations de récepteurs dans le cerveau, ainsi que l’intérêt thérapeutique de cibler ces populations. En effet, beaucoup de troubles neurologiques et psychiatriques (épilepsie, retards mentaux, schizophrénie, dépression) s’expliquent par un mauvais fonctionnement des récepteurs neuronaux. Actuellement, un grand nombre de molécules développées pour cibler les récepteurs neuronaux échouent en phase clinique à cause d’effets indésirables (somnolence, problèmes de mémoire, hallucinations, toxicité). Le développement de composés pharmacologiques dépendants de la lumière (photosensible), dont l’activité peut être contrôlée précisément dans l’espace et le temps grâce à leur illumination, devrait amener à de nouveaux médicaments mieux tolérés. En effet, l’idée serait d’administrer un medicament photosensible non actif au patient puis de l’activer temporairement au niveau de la zone concernée par la pathologie, limitant ainsi l’effet délétère que ce médicament pourrait avoir sur d’autres organes.
Procédures
IDurant la procédure, les larves de xénope (7260 animaux) seront soumises aux interventions suivantes : - Incubation dans des composés pharmacologiques. Durée : 1h15 maximum, 1 fois par animal - Isolement et nage libre dans l’appareil de comportement. Durée : 1h30 maximum, 1 fois par animal - Soumission à des flashes de lumière. Durée : 6 flashes de 1 minute au maximum, 1 fois par animal - Transfert des animaux vigiles entre leurs différentes conditions de milieux. Durée : quelques secondes, 5 fois par animal - Euthanasie par surdose d’anesthésique.
Impact sur les animaux
Nous anticipons les nuisances suivantes sur les larves de Xénope : - Potentielle toxicité des composés pharmacologiques appliqués entraînant la mort des animaux selon les doses appliquées - Potentielle paralysie ou nage erratique des larves en fonction de la dose/efficacité des composés testés, les récepteurs ionotropiques au glutamate jouant un rôle dans la locomotion des larves de Xénope. - Influence directe de certaines longueurs d’onde de lumière sur la nage des larves, léger inconfort oculaire lié à l’utilisation de flashes lumineux. - Potentielle légère gène des larves lors de leur transfert d’un contenant à un autre. - Potentiel léger stress lié à l’isolement durant l’expérience
Devenir
A l’issue de la procédure, les larves des groupes témoins ont été exposées à des composés pharmacologiques dont nous ne connaissons pas les effets à long-terme sur le développement. Nous ne pouvons donc pas laisser grandir ces animaux pour les replacer dans d’autres laboratoires. En outre l’expérience de comportement qu’ils ont subie est susceptible de modifier leur comportement futur (distance parcourue dans les puits, vitesse de nage, liée à une potentielle habituation). Pour une meilleure reproductibilité des expériences nous préférons donc utiliser des animaux « naïfs » à chaque fois, même pour les groupes contrôle. Enfin, nous serons éventuellement amenés à effectuer des prélèvements post-mortem sur certains animaux pour étudier la pénétration du composé dans le cerveau ou le type de toxicité induite. Tous les animaux seront donc euthanasiés à la fin de la procédure.
Remplacement
Un criblage in silico et des expériences de caractérisation in vitro seront réalisés en amont de ce projet afin de limiter le nombre de composés pharmacologiques à tester et donc limiter le nombre d’animaux à utiliser. La validation in vivo est indispensable pour apréhender les propriétés de toxicité, métabolisme, pénétration dans le cerveau et excrétion des composés pharmacologiques ainsi que d’évaluer leurs conséquences sur le comportement dans le cadre d’un système neuronal intégré. En effet les methodes in vitro et in silico ne prennent pas en compte la complexité du milieu biologique et l’influence possible de ce dernier sur l’activité des composés pharmacologiques.
Réduction
Un criblage in silico et des expériences de caractérisation in vitro seront réalisés en amont de ce projet afin de limiter le nombre de composés pharmacologiques à tester et de déterminer la fenêtre de concentration à tester, ainsi que les longueurs d’onde idéales pour la photomodulation. Cela permettra donc de limiter le nombre d’animaux à utiliser. L’étude du comportement des larves en plaques 12 puits avec, pour chaque expérience, deux groupes contrôle et un groupe témoin dans la même plaque permettra de diminuer la variabilité liée aux conditions d’expérimentation, permettant ainsi d’améliorer la puissance statistique des résultats. Le nombre d’animaux estimé pour ce projet est de 7260 : (i) 960 animaux pour une phase pilote permettant d’évaluer les concentrations effectives des composés et leur potentielle toxicité, et (ii) 6300 animaux pour la phase expérimentale à proprement parler. Le calcul des effectifs a été établi par un calcul de puissance. Une analyse statistique sera nécessaire pour l’interprétation des résultats.
Raffinement
Hébergement : Les larves seront élevées en groupes d’individus (maximum 50 par boîte de Pétri) dans un milieu physiologique adapté à leur physiologie dans un incubateur à 23 dégrés jusqu’à ce qu’elles atteignent le stade adéquat. Les larves seront nourries 2 fois par jours à partir du stade 45 avec de la spiruline en poudre. Leur eau sera nettoyée une heure après avoir nourri les larves. Après la procédure, les larves seront remises en groupes de plusieurs individus (correspondant aux groupes expérimentaux) dans un milieu physiologique adapté à leur espèce. L’isolement est évité au maximum. Procédure : Les larves seront habituées pendant 15 min dans l’appareil d’expérimentation avant réalisation de l’expérience. Les expérimentations seront réalisées dans une pièce climatisée à 19 degrés et de l’eau sera ajoutée entre les puits d’expérimentations pour limiter la chauffe du milieu des larves par les flashes de lumière. Les puissances des flashes de lumière seront réglées au minimum nécessaire pour la bonne conduction de l’expérience afin de diminuer un éventuel inconfort oculaire et des réactions parasites à la lumière. Des périodes sans illumination de trois minutes entre chaque flash lumineux sont prévues pour permettre aux larves de récupérer d’un éventuel inconfort lié à la stimulation lumineuse. La toxicité des composés pharmacologiques sera évaluée à deux moments : (1) en amont de l’expérience après une phase d’incubation (30 min) dans les composés photodépendants ; et (2) le lendemain : les larves exposées à nos composés photodépendants seront gardées en observation après l’expérience et leur comportement (nage, orientation du corps, couleur) sera étudiée le lendemain pour estimer le caractère délétère de l’expérience. Les larves seront gardées en groupes de plusieurs individus après la procédure (correspondant aux groupes expérimentaux) dans un milieu physiologique adapté à leur espèce. Les points limites suivants seront considérés : si la santé des larves se détériore après la phase d’incubation ou au cours de l’expérience de comportement (nage frénétique ou paralysie irréversible, décoloration, basculement sur le côté), ou si elles présentent des malformations, l'expérience est immédiatement arrêtée et les larves euthanasiées. Les conditions expérimentales (concentration de composés pharmacologiques, puissance des flashes lumineux) seront alors revues afin d'éviter une souffrance ou un stress aux animaux.
Choix des espèces
L’espèce Xenopus laevis est particulièrement adaptée à notre étude car les protéines que nous étudions sont très proches entre les xénopes et les humains. Ces protéines sont impliquées dans le mouvement des larves de Xénope : il est ainsi facile d’étudier l’effet d’un composé chimique sur la protéine en observant le comportement de l’animal. Les composés chimiques entrent directement par la peau des animaux et la transparence des larves permet une bonne pénétration de la lumière. On peut donc contrôler la locomotion des larves de xénopes grâce à des composés chimiques et de la lumière sans méthodes invasives. Enfin, La reproduction des xénopes produit des centaines de larves. Leur nombre et leur petite taille (1 cm) permettent des études de comportement impliquant beaucoup d’animaux à la fois ce qui augmente la robustesse des résultats et permet, in fine, de limiter le nombre d’expériences nécessaires. Nous utiliserons ces larves aux stades embryonaires 45 à 50 (4 à 15 jours après fécondation à température ambiante). En effet le stade 45 correspond au stade auquel les larves de xénope commencent à nager de manière spontanée, c’est-à-dire sans avoir besoin de les stimuler.
Etablissement par imagerie par résonance magnétique des références physiologiques de l’hémo-hydrodynamique cérébrale chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système nerveux
Destinés à être cédés à d'autres expériences une fois le projet terminé, et tués si personne n'en veut, 32 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chaque animal passe des séances répétées d'IRM sous anesthésie gazeuse, et reçoit lors de la dernière un cathéter veineux posé sous anesthésie puis une injection de produit de contraste au gadolinium, pour trente minutes d'acquisition. L'objectif est de constituer un abaque de valeurs de référence des écoulements de sang et de liquide cérébrospinal dans le crâne du rat, données qui manquent aujourd'hui aux laboratoires. Le porteur affirme que l'imagerie "n'induit pas de souffrance" et qu'aucun effet du gadolinium n'est à craindre, tout en rappelant les nausées, céphalées et risques rénaux rapportés chez les humains qui en reçoivent.
Objectifs
Le système cranio spinal est constitué de 3 compartiments : les tissus du cerveau (et de la moelle), le réseau vasculaire et le liquide cérébrospinal (LCS). Les volumes de ces compartiments varient chez l’homme et l’animal en fonction de l’âge du sexe et d’autres facteurs comme les pathologies cérébrales. Le sang et le LCS sont en perpétuelle circulation et en interaction dans ce système sous l’influence à la fois des pressions cardiaque et pulmonaire ainsi que de la gravité. Depuis l’arrivée de la séquence imagerie par résonance magnétique (IRM) en contraste de phase il est possible de quantifier les écoulements du sang et du LCS dans le système sans être limité par la barrière osseuse. Notre équipe est pionnière dans l’investigation des écoulements du sang et du LCS chez l’homme. Elle a quantifié les écoulements de nombreuses populations témoin et utilise aujourd’hui ces informations en clinique dans l’investigation des hydrocéphalies, des hypertensions intracrâniennes et plus généralement dans les pathologies neurovasculaires. Plusieurs hypothèses proposent que les écoulements du sang et du LCS pourraient jouer un rôle dans la physiopathologie de ces maladies cérébrales largement étudiées en préclinique. L’étude de la dynamique des neurofluides suscite une attention récente et particulièrement depuis l’émergence et l’intérêt du système glymphatique. La dynamique des écoulements veineux, artériels et du LCS bien qu’elle soit fondamentale dans l’étude de ce mécanisme est peu étudiée chez l’homme. A notre connaissance aucune étude n’a été réalisée chez l’animal. Par ailleurs, les écoulements du sang et du LCS n’ont pas étaient quantifiés simultanément dans ces 3 compartiments. Or les altérations de la macro-vascularisation cérébrale sont connues comme participant à l’étiologie de nombreuses pathologies cérébrales. De plus, des études antérieures ont démontré qu'un flux sanguin cérébral anormal peut être associé à un risque vasculaire systémique. De nouveaux biomarqueurs basés sur la dynamique des neurofluides sont réalisables et seraient utiles aux études précliniques travaillant notamment sur le cerveau. Le rat est le modèle de choix dans de nombreuses études du système neurovasculaire. L’objectif de ce projet est d’utiliser l’IRM pour constituer de manière non invasive un abaque de référence des écoulements physiologiques (débit moyens et volume oscillatoire, …) sanguins cérébraux et du LCS chez le rat sein en fonction de l’âge, du poids et du sexe.
Bénéfices attendus
De nombreuses études précliniques du système neurovasculaire se font sur le rat, ce qui fait de lui un modèle de choix. Toutefois, il n’existe pas actuellement de données fonctionnelles de référence ("master data") sur l’écoulement du sang et du LCS dans la boîte crânienne chez le rat. Le bénéfice sera de disposer d’un abaque de références physiologiques décrivant les écoulements sanguins et du liquide cérébrospinal chez le rat sein. Ces résultats seront publiés et mis à disposition de la communauté scientifique. Ces informations seront utiles comme références pour potentiellement diagnostiquer et étudier les mécanismes sous- jacents aux pathologies cérébrales liées à la vascularisation ou la pression intracrânienne. Dans plusieurs maladies neurodégénératives, il existe entre autres une accumulation des protéines Tau et bêta amyloïde normalement évacuées par le réseau glymphatique qui fait actuellement l’objet de nombreuses études. Ce réseau microscopique est en lien directe avec la macro circulation du sang et du LCS. Le bénéfice de notre étude est de mettre en relation les données concernant la dynamique macro circulatoire avec celle de la micro circulation du système glymphatique. Les résultats obtenus seront utilisés pour préciser les similitudes existantes entre le rat et l’homme sur le plan dynamique des flux cerveau. Le bénéfice direct sera d’utiliser ces données inédites comme entrée d’un modèle numérique de la dynamique intracrânienne. Par ailleurs, Les résultats vont compléter les connaissances et les récentes découvertes concernant les écoulements et les interactions des neurofuildes chez l’humain. Les données issues de l’animal et de l’humain peuvent alors être comparées et analysées entre elles.
Procédures
Lors de la dernière séance d’acquisition d’images, l’implantation d’un cathéter en voie veineuse se fera sous anesthésie générale chez les 32 rats. Les animaux subiront par la suite une injection intraveineuse du produit de contraste sans effets indésirables notoires par le biais de ce cathéter. La durée d’acquisition de cette série d’images sera de 30 minutes environ pour chaque animal. A la fin de l’acquisition des images, le cathéter sera retiré de l’animal sous anesthésie avec une brève compression au point de ponction. Les animaux seront surveillés jusqu’à leur réveil. Lorsqu’ils auront repris conscience la température, l’apparence et l’état physique de l’animal seront contrôlés. Chaque animal ne sera pas injecté plus d’une fois la dose du produit de contraste.
Impact sur les animaux
L’IRM est une technique d’imagerie qui n’utilise aucun rayonnement ionisant et n’a pas d’effets secondaires sur l’organisme qui sont connus à ce jour et quel que soit le nombre d’examen. Il n’a pas été mentionné dans la littérature que des examens d’IRM répétés pourraient induire une situation de stress chez l’animal de laboratoire. Les seuls effets indésirables potentiels sont ceux liés aux procédures de l’anesthésie gazeuse à l’isoflurane (classée légère) bien connues et couramment utilisées dans ce type d’étude. Les animaux subiront une injection d’un produit de contraste à base de gadolinium (en intraveineuse à une dose de 0,03 mmol/kg) sous anesthésie lors de la dernière séance d’acquisition par IRM. Des effets secondaires tels que l’altération du gout, des nausées et des céphalées ont été rapportés chez certaines personnes ayant eu des IRM avec cet agent de contraste. Des facteurs de risques associés à l’emploi d’agents de contraste à base de gadolinium ont été également rapportées chez des patients présentant une insuffisance rénale sévère ou une transplantation hépatique. Chaque animal ne sera pas injecté plus d’une fois la dose du produit de contraste à base de gadolinium pendant toute la durée de cette étude..
Devenir
Tous les animaux seront gardés à vie jusqu’à la fin du projet. Dans le cas où ils ne peuvent pas être donner pour d’autres expériences, ils seront mis à mort à la fin du projet.
Remplacement
Les alternatives qui existent actuellement sont celles des modèles issus de fantômes. La complexité du système craniospinal limite l’utilisation de ces modèles, car certains paramètres comme la compliance, la pulsatilité et la viscosité du sang, de même que les effets des mouvements physiologiques du cœur et ceux des poumons ne sont pas pris en compte dans ces modèles de fantôme. Le rat est le modèle animal largement utilisé dans l’étude des maladies neurodégératives qui sont potentiellement liées à la vascularisation cérébrale et à la dynamique du LCS. Malheureusement il n’existe, pour l’heure, aucune valeur de référence permettant de comprendre ces perturbations au sein du modèle de référence utilisé. C’est pour répondre à cette problématique que le choix du modèle animal s’est porté sur le rat. Ces nouvelles données permettront aussi d’alimenter des modèles numériques, qui éviteront le recours aux modèles animaux dans le futur. Ces valeurs de référence permettront également d’évaluer l’impact de la dynamique des neurofluides sur l’homéostasie du système nerveux central (SNC) des modèles animaux étudiés.
Réduction
Au total 32 animaux répartis dans deux groupes de 16 mâles et 16 femelles seront utilisés sur 3 ans au maximum dans cette étude. La réduction du nombre d’animaux utilisés est rendue possible en faisant plusieurs acquisitions sur le même animal sans effets secondaires. Ces données d’imagerie nous permettrons d’analyser plusieurs paramètres IRM. L’objectif principal n’est pas d’établir des différences inter-groupe sur ces paramètres, mais d’établir des valeurs de référence concernant ces paramètres mesurés. C’est une étude pilote, à notre connaissance, il n’existe pas dans littérature des données relatives à la variance de ces paramètres ainsi qu’à leur distribution. Le nombre d’animaux (16 par sexe) a été réduit au minimum sur la base de nos connaissances et de notre expertise sur la conception de ce type d’étude chez l’humain. Les mesures répétées sur chaque animal nous permettrons de réaliser une analyse de la variabilité inter-individuelle ainsi que la variance sur des mesures répétées.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupes sociaux stables dans des conditions de température, d’hygrométrie et de ventilation optimales. Ils bénéficieront d’un enrichissement varié de leur milieu (buchette, litière foisonnante, tube en carton, atténuation du bruit environnant, musique diffusée, …). Durant toute la durée d’acquisitions des images IRM, les paramètres physiologiques de l’animal seront surveillés par un système de monitoring non invasif (température, rythme cardiaque, fréquence respiratoire). La procédure d’imagerie IRM n’induit pas de souffrance, les rats seront anesthésiés tout au long de l’acquisition des images. Durant l’examen IRM, l’opérateur sera en mesure d’ajuster la dose d’anesthésie et/ou la température de la couverture chauffante lorsque la température corporelle de l’animal est inférieure à 35°C (ou supérieure à 37°C), son rythme respiratoire inférieur à 50 battements/min (ou supérieur à 150 battements/mn) ou sa fréquence cardiaque inférieure à 350 battements/mn (ou supérieure à 550 battements/mn). En cage d’hébergement, une surveillance accrue sera faite pour tout animal présentant une perte de poids comprise entre 5 et 20%, associée ou non à d’autres signes pouvant évoquer une situation de détresse de l’animal (pelage mal entretenu, dos vouté, dysorexie, anorexie, démarche altérée, isolement, explore très peu son milieu, …). En cas de signes évoquant une douleur légère ou modérée, une prise en charge par administration d’un antalgique non stéroïdien sera faite par voie orale. Si les signes de douleur persistent, une prise en charge par administration d’un analgésique en sous-cutanée sera envisagée sous anesthésie. S’il n’y a pas d’amélioration ou en cas de perte de poids supérieure à 20% l’animal sera alors euthanasié sous anesthésie générale.
Choix des espèces
Les pathologies touchant le système nerveux central font l’objet de nombreuses études scientifiques. La plupart de ces études sont conduites sur des rongeurs qui constituent les modèles de référence. Or, depuis quelques années, plusieurs articles scientifiques ont montré que chez l’homme et chez les rongeurs l’existence d’altérations de la macrocirculation des écoulements des neurofluides dans différentes pathologies neurodégénératives. Malheureusement chez le rongeur il n’existe pas actuellement de valeurs de référence de la macro-circulation qui permettent d’interpréter ces perturbations. Notre choix s’est porté sur le rat, d’une part, par sa vascularisation qui est proche de celle de l’homme, dont son développement peut être suivi au cours d’une période relativement courte. D’autre part, le rat est largement utilisé comme modèle de pathologies cérébrales humaines neurovasculaires comme par exemple les hydrocéphalies et l’hypertension intracrânienne qui sont particulièrement étudiées dans notre équipe de recherche.
Etude des voies d’entrée du calcium dans les neurones chez la souris et de leur régulation par des systèmes enzymatiques.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une injection unique dans le ventre, quelques secondes de contention, puis la mise à mort entre une et vingt-quatre heures plus tard : 80 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Le composé injecté vise une enzyme abondante dans le cerveau, et il s'agit de repérer à quel délai les modifications moléculaires sont les plus marquées. Le décompte que donne le porteur s'arrête à 32 animaux, vingt pour balayer les délais d'une à huit heures, quatre pour le délai retenu et huit pour vingt-quatre heures, sans qu'il explique les 48 restants. Toutes sont tuées pour que leur cerveau soit disséqué et les protéines extraites.
Objectifs
Les protéines sont des composants essentiels des cellules vivantes, jouant des rôles enzymatiques et structuraux. Leur synthèse et dégradation sont des processus finement contrôlés notamment par des enzymes appelées déubiquitinases. Dans le cerveau, l’enzyme UCH-L1 est la plus abondante de ces enzymes. Chez la souris, l’absence ou des mutations de UCH-L1 s’accompagnent d’un phénotype caractéristique de certaines pathologies neurodégénératives. Par ailleurs, des mutations sur le gène humain de cette enzyme ont été retrouvées dans des formes familiales de la maladie de Parkinson. Ces données indiquent que l’enzyme UCH-L1 est essentielle au bon fonctionnement des cellules nerveuses car son absence ou ses mutations provoquent de graves altérations des neurones. Or, à ce jour, on sait peu de choses sur les mécanismes par lesquels elle intervient dans la physiologie neuronale. Notre projet vise à mieux comprendre les actions de l’enzyme UCH-L1 dans le fonctionnement des cellules nerveuses en se focalisant plus spécifiquement sur l’impact de l’enzyme sur l’entrée du calcium dans les neurones. De nombreuses études ont mis en évidence le rôle central de la dérégulation des ions calcium dans diverses pathologies neurologiques. A terme, ce projet devrait permettre d’éclairer les relations entre les mécanismes de dégradation des protéines, la prise en charge du calcium par les neurones et les processus à l’origine du développement des pathologies neurodégénératives.
Bénéfices attendus
UCH-L1 est une enzyme fortement exprimée dans le cerveau et très abondante. Elle participe au contrôle de l’élimination des protéines cellulaires mais à ce jour on connait mal l’identité de ses cibles et ses mécanismes d’action. Notre projet est principalement un projet de recherche fondamentale. Il vise à comprendre le rôle de cette enzyme dans la prise en charge du calcium par les cellules nerveuses. Ce travail fournira de précieuses données à la fois en neurosciences fondamentales mais aussi en neurophysio-pathologie. En effet, plusieurs gènes ont été identifiés comme étant susceptibles de contribuer au développement de la maladie de Parkinson.
Procédures
L’unique intervention prévue consiste en une seule injection par voie intrapéritonéale sur animaux vigiles d’un composé pharmacologique suivie de l’euthanasie de l’animal. La durée de l’injection (de quelques secondes) sera réduite au strict minimum afin de permettre à l’animal de retrouver le plus rapidement possible son environnement quotidien.
Impact sur les animaux
La seule intervention prévue sur les animaux consiste en une injection unique en intra péritonéal (i.p). Cette procédure va transitoirement augmenter le stress de l’animal lors de sa manipulation qui consiste en la réalisation d’une injection qui s’accompagnera d’une douleur légère. L’état de l’animal sera surveillé ne post-injection.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure car l’objectif étant de caractériser les modifications des protéines intracérébrales il est nécessaire d’euthanasier les animaux pour pouvoir disséquer le cerveau et extraire les protéines.
Remplacement
L’objectif du protocole est de prélever du tissu (cerveau) afin d’extraire des protéines. Ces expériences ne peuvent pas être réalisées sur des lignées cellulaires qui sont très souvent des cellules transformées ou issues de tumeurs dont les caractéristiques sont différentes de celles des tissus natifs, non cancéreux. Les expériences ne peuvent pas être réalisées in silico ni in vitro. L’objectif premier est de déterminer l’impact in vivo de l’altération de l’activité d’une enzyme sur la prise en charge du calcium par les neurones du cerveau.
Réduction
Comme indiqué plus haut, le protocole vise à définir la durée optimale post-injection induisant des changements moléculaires. Pour cela plusieurs durées seront évaluées. Pour les traitements allant de 1h à 8h, 4 animaux par temps seront testés, soit 20 animaux. Une fois cette durée optimale définie, les injections seront effectuées sur un groupe d’animaux n =4 à un seul temps (celui pour lequel les modifications sont les plus marquées). Ces données (n=4) seront ajoutées à celles obtenues lors des expériences préliminaires (n=4). Par ailleurs, des souris (n=8) seront euthanasiées au temps t=24h.
Raffinement
Les nuisances sur les animaux seront extrêmement limitées. Les animaux étant euthanasiés au maximum 24 h après l’injection. Nous surveillerons leur comportement général après l’injection pendant quelques heures. Des points limites seront définis comme un changement de comportement, l’apparition de signes éventuels de douleurs post-injection ou de manifestation de stress. Si un animal atteint l’un de ces points limites, des mesures seront prises pouvant aller jusqu’à l’euthanasie.
Choix des espèces
L’espèce animale utilisée est la souris. Plusieurs raisons expliquent ce choix. Il s’agit d’une espèce animale facile à élever. C’est un des modèles animaux de référence pour les études biologiques. Nous disposons ainsi d’une importante source d’informations et de références bibliographiques qui nous aident à construire notre travail. Le modèle rongeur est un des modèles de référence pour l’étude des propriétés des cellules nerveuses et il est pertinent pour la compréhension des mécanismes moléculaires neuronaux. Comme tous les protocoles et méthodologies ont déjà été mis au point, peu de travaux exploratoires sont nécessaires. Ceci devrait donc permettre de limiter le nombre d’animaux au strict minimum nécessaire. Collaborant avec des collègues issus d’autres laboratoires, travailler sur un animal commun permet de partager les extraits protéiques récoltés. Ceci permet de minimiser le nombre d’animaux nécessaires aux expériences. Nous réaliserons une étude comparative dans laquelle nous comparerons les résultats obtenus sur des cerveaux adultes (âgés de 3 à 6 mois) à ceux provenant d’animaux sénescents (âge >12 mois). L’aspect temporel est important car l’âge est un facteur prédisposant à la survenue de pathologies neurodégénératives.
Identification des circuits neuronaux impliqués dans les troubles de l’humeur dans la maladie de Parkinson
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Soumis à une chirurgie du cerveau de 45 à 90 minutes, puis à des injections quotidiennes dans l'abdomen pendant deux semaines et à des tests comportementaux d'une heure par jour pendant neuf semaines, 612 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une neurotoxine leur est injectée pour reproduire une maladie neurodégénérative, et certains auront besoin d'une alimentation enrichie pour continuer à se nourrir. Tous sont tués à l'issue pour que leur cerveau soit observé au microscope et que l'activité de leurs neurones soit enregistrée sur des tranches, dans un projet portant sur les troubles de l'humeur associés à la maladie de Parkinson. Le porteur qualifie les nuisances des tests comportementaux de "très modérées" et ses gestes chirurgicaux de "très bien maîtrisés", sans nommer aucun des tests qu'il fait subir aux rats pendant ces neuf semaines.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de caractériser l’implication d’une communication neuronale entre deux structures cérébrales chez le rat dans les effets délétères sur l’humeur d’une maladie neurodégénérative et de l’un de ses traitements. Ce projet met en œuvre des approches de biologie moléculaire, des approches électrophysiologique et des approches comportementales chez des animaux sains et des animaux malades
Bénéfices attendus
Le projet vise à fournir une compréhension de certains troubles de l’humeur dans une maladie neurodégénérative. Ce projet conduira à une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents à ces troubles suite, ou non, a un traitement. L’identification des circuits impliqués dans ces troubles permettra ensuite d’identifier de nouvelles pistes thérapeutiques.
Procédures
Intervention numéro 1: Une chirurgie cérébrale d'une durée de 45 minutes. Un enregistrement électrophysiologique in vivo sous anesthésie. Intervention numéro 2: chirurgie cérébrale d'une durée de 45 minutes. Des injections quotidiennes (1 par jour, quelques secondes) dans l'abdomen pendant 2 semaines. Des tests comportementaux d'1h par jour environ pendant 9 semaines au total. Intervention numéro 3: chirurgie cérébrale d'une durée de 60 minutes. Intervention numéro 4: chirurgie cérébrale d'une durée de 90 minutes). Des injections quotidiennes intrapéritonéales pendant 2 semaines (1 par jour, quelques secondes). Des tests comportementaux d'1h par jour environ pendant 9 semaines au total.
Impact sur les animaux
Suite à la mise en place de la pathologie neurodégénérative, certains animaux nécessiteront une assistance particulière avec supplémentation en nourriture riche. Les injections dans l'abdomen, individuellement très bien tolérées et peu douloureuses, pourraient par leur répétition entraîner une souffrance légère et des hématomes bénins. Les approches comportementales induiront des nuisances très modérés (stress) en cas de contention temporaire. Les procédures chirurgicales et suites opératoires peuvent induire des nuisances modérés comme une perte de poid légère et passagère, mais ces approches sont très bien maitrisées au sein de l'équipe. Enfin, l'isolement de certains groupes d'animaux peut être lié à un stress modéré de l'animal.
Devenir
L'ensemble des animaux sont destinés seront tous mis à mort afin de prélever les cerveaux pour les analyser au microscope et enregistrer l’activité des neurones sur des tranches de cerveau.
Remplacement
Il n’existe pas de méthodes alternatives, n’impliquant pas d’animaux vivants, qui permettront à,la fois l’évaluation comportementale et électrophysiologique. De plus, de telles expérimentations chez l'homme sont impossibles
Réduction
Le nombre d’animaux sera limité au nombre minimum nécessaire par groupe pour obtenir des résultats statistiquement fiables, en se basant sur des procédures similaires réalisées auparavant. L’utilisation des outils statistiques appropriés nous permettra également de gagner en puissance statistique et donc de réduire le nombre d'animaux nécessaire. Pour une question d’organisation et de gestion des expérimentations, l’ensemble des expérimentations se feront sur des cohortes distinctes plus petites. Ainsi, à l’issue de la première session, si les résultats sont suffisants pour mettre en évidence des différences significatives des différents paramètres étudiés, il ne sera pas nécessaire de faire appel à une seconde session.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans les conditions répondant aux critères relatifs aux soins et à l’hébergement des animaux de l’Annexe II du 1er février 2013 de l’arrêté fixant les conditions d’agrément, limitant ainsi les angoisses qui pourraient être induites par l’environnement. Ils seront hébergés pendant une semaine à leur arrivée et ils seront manipulés quotidiennement, avant le début des expérimentations afin d’atténuer le stress lié à l'isolement relatif et aux manipulations. En cas de signe d’alerte, l’alimentation sera supplémentée par une nourriture hypercalorique et hydratée fournie par l’animalerie. Le suivi et les pesées quotidiennes des animaux permettront de veiller à ce qu’ils ne souffrent pas et de mettre en place des stratégies de soins et de points limites adaptés. Un analgésique pourra également être injecté si nécessaire. Les animaux nécessitant une assistance particulière suite à l’injection de la neurotoxine seront supplémentés en nourriture riche.
Choix des espèces
Le rat est une espèce adéquate car il existe un degré de similitude important avec le cerveau humain, notamment au niveau des réseaux neuronaux sur lesquels portent notre étude, tant du point de vue anatomique que physiologique. Les comportements explorés et les tests associés sont facilement appréhendables dans cette espèce. Les animaux utilisés sont des animaux adultes de 8 à 10 semaines, ce qui permettra de travailler sur un système cérébral stable, mature, qui n’évoluera pas au cours des procédures expérimentales.
Etude du mécanisme d’entrée d’anticorps ciblant différentes protéines du cerveau chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Opérées sous anesthésie et tuées avant tout réveil pour 666 d'entre elles, 1 088 souris vont être utilisées dans ce projet, les 422 autres dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les premières subissent une trachéotomie et la pose d'une canule dans la veine jugulaire, une demi-heure d'opération suivie de deux heures d'enregistrement au microscope. Les secondes reçoivent l'implantation d'une lentille dans le crâne, puis des injections de nanocorps de lama dans la veine de la queue ou derrière l'œil, et vivent isolées. Le porteur décrit la lignée génétiquement modifiée utilisée, déficiente pour un récepteur du glutamate, comme porteuse d'un phénotype "non dommageable", et affirme que le remplacement n'est pas envisageable puisque l'objet même de l'étude est le passage de ces molécules du sang vers le cerveau.
Objectifs
Le cerveau est protégé par des barrières physiologiques. Elles limitent le passage de molécules du sang vers les tissus cérébraux, et inversement. Elles rendent difficile l’adressage de biomolécules d’intérêt thérapeutique (protéines tels que des anticorps ou peptides) vers le cerveau. Franchir ces obstacles permettrait à ces biomolécules d’atteindre leurs cibles et d’offrir aux patients de nouvelles approches thérapeutiques. Au laboratoire, nous avons identifié des anticorps de lama, aussi appelés nanocorps, qui ont la capacité d’entrer dans le cerveau et donc de franchir ces barrières. Ces nanocorps reconnaissent spécifiquement des récepteurs particulièrement impliqués dans des maladies neurodégénératives. Le but de notre étude est de comprendre le mécanisme d’entrée de ces nanocorps dans le cerveau de souris. Pour cela, nous étudierons leur passage du sang vers le tissu cérébral dans plusieurs régions du cerveau par microscopie. Ces régions contiennent les différents types de barrières physiologiques.
Bénéfices attendus
Du fait de leur manque de spécificité, les petites molécules thérapeutiques présentent souvent des effets secondaires, d’où un intérêt grandissant pour les outils thérapeutiques biologiques. En 2019, 14 outils de ce type dont 8 anticorps ont été mis sur le marché. Cependant, ces outils ciblent uniquement les organes hors système nerveux central du fait des grandes difficultés rencontrées pour leur entrée dans le cerveau. En effet, l’accès au cerveau est dépendant de la taille mais il peut également dépendre des propriétés physico-chimiques de la molécule ainsi que de sa cible. Nos études ont montré jusque-là que des nanocorps, 10 fois plus petits que les anticorps classiques, passent dans le cerveau et ont une activité sur plusieurs jours dans le cadre de modèles de maladies psychiatrique et neurodégénérative. Cependant, les voies et le mécanisme jouant effectivement un rôle majeur dans leur entrée sont à ce jour inconnus. Les identifier permettrait de proposer de nouvelles stratégies pour franchir les obstacles que forment les barrières physiologiques du cerveau et d’augmenter la quantité de médicaments biologiques atteignant l’organe.
Procédures
Une partie des animaux sera soumis à une opération chirurgicale sans réveil, trachéotomie, avec une canulation via veine jugulaire pour l’administration des nanocorps, d’environ 30 minutes suivi des enregistrements microscopiques d’environ 2h. L’autre partie sera soumise à une chirurgie d’implantation d'une lentille d’environ 30-60 minutes. Ces animaux-là auront des injections (dépendant de leur groupe) via veine caudale ou rétro-orbital des nanocorps+sucres inertes (ces sucres sont aussi appelés dextran). Ces injections dureront moins de 30 secondes.
Impact sur les animaux
Sont attendus : -une douleur légère produite par l’introduction d’une aiguille au cours de l’administration des analgésiques et des nanocorps ; -des douleurs post-chirurgicales ; -une augmentation du stress due à l’isolement des souris implantées avec une lentille.
Devenir
L’ensemble de l’effectif est destiné à être euthanasié afin de pouvoir prélever les structures d’intérêt pour analyse.
Remplacement
Le sujet de l’étude étant la pénétration des nanocorps dans le cerveau à partir du sang, le remplacement de l’animal n’est pas envisageable. Les voies d’entrée dans le cerveau et la complexité de l’organe ne peuvent être représentées exhaustivement par un modèle isolé de barrière hémato-encéphalique.
Réduction
Nos résultats préliminaires suggèrent que les nanocorps se comportent différemment dans leur accès aux régions du cerveau. De ce fait, il serait difficile de réduire le nombre de régions regardées. Cependant, le nombre d’animaux utilisés pour pouvoir tester l’ensemble des nanocorps que nous voulons tester a été réduit au minimum par le fait que nous pouvons tester plusieurs nanocrops sur un même animal. Cet effectif a été calculé avec un logiciel afin d’obtenir des analyses statistiques valides. De plus, étant donné que nos résultats ne montrent aucune différence d’entrée de nanocorps entre les sexes, nous utiliserons des mâles et des femelles dans nos cohortes.
Raffinement
Cette étude impliquera l’utilisation d’une lignée de souris génétiquement modifiées, déficientes pour le récepteur d’un neurotransmetteur cérébral dont le phénotype n’est pas dommageable. Elle impliquera également l’isolement des souris. Cependant, tous les animaux de cette étude seront placés dans un milieu enrichi (frisottis de papier, bâtonnets de coton et abri en carton) avec un accès à l’eau et à la nourriture ad libitum, sous surveillance régulière et en portoir ventilé. Notre étude comporte des procédures avec actes chirurgicaux et imagerie qui ne débuteront que sept jours après réception des animaux afin de diminuer le stress lié au changement d’environnement. Tous les actes chirurgicaux seront réalisés sous anesthésie et analgésie. Les animaux seront suivis quotidiennement après l’opération. L’imagerie sera réalisée sous anesthésie générale gazeuse. Nous avons déterminé différents points limites spécifiques à nos procédures basées sur une observation de l’animal (difficulté respiratoire, rythme cardiaque altérée, manque d’activité) et une pesée quotidienne des animaux (importante perte de poids).
Choix des espèces
Les nanocorps à tester reconnaissent des cibles murines. Afin que leur passage à travers les différentes voies possibles d’entrée soit évalué, le choix de l’espèce Mus musculus et du phénotype sauvage des animaux est indispensable. Les souris déficientes en récepteur du glutamate serviront à évaluer le rôle crucial que jouerait ce récepteur dans le transport des nanocorps qui en sont spécifiques. Les souris seront traitées à partir de 7 semaines d’âge correspondant à l’âge adulte où le développement cérébral est achevé. Les souris seront livrées au minimum à l’âge de 6 semaines et seront hébergées pendant une semaine avant le début de l’étude pour permettre une acclimatation.
Caractérisation de lignées épileptiques de souris génétiquement modifiées pour la voie mTOR
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Toutes tuées à l'issue, notamment parce que leur modification génétique interdit de les céder ou de les réutiliser, 1 714 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, sévère pour 180 d'entre elles. Porteuses de mutations de la voie mTOR, elles peuvent faire plusieurs crises d'épilepsie par jour et en mourir. Une partie subit un prélèvement au bout de la queue entre sept et dix jours de vie, puis une chirurgie d'implantation d'électrodes intracrâniennes suivie d'un hébergement individuel pouvant durer un an, des enregistrements EEG et jusqu'à sept tests comportementaux, dont une nage forcée en piscine de Morris avec risque d'hypothermie et un test acoustique après lequel les mères peuvent rejeter leurs petits. Le porteur justifie l'ajout de 1 264 souris à l'effectif initial par la nécessité de mieux caractériser ses lignées et de tester enfin le comportement des femelles, jusque-là absentes de ses résultats.
Objectifs
Le projet a pour but de caractériser les conséquences fonctionnelles de mutations de la voie mTOR retrouvé chez l’homme, qui conduisent à des phénotypes épileptiques. Nous créerons de nouveaux modèles de souris génétiquement modifiées afin de faire un suivi de leur phénotype, ainsi qu’une caractérisation électrophysiologique et comportementale (altérations comorbides à l’épilepsie).
Bénéfices attendus
Le projet permettra de valider les modèles murins d’épilepsie, afin de comprendre les mécanismes à l’origine des crises d’épilepsies et de développer de nouvelles cibles thérapeutiques. Ces avancées sont urgentes en raison de la pharmacoresistance élevée des patients avec une dysplasie focale corticale liée à ces mutations, et la nécessité du recours à la chirurgie de l’épilepsie pour contrôler les crises.
Procédures
Les lignées maintenues dans le cadre de ce projet peuvent présenter des crises d'épilepsies spontanées. Pour une partie des souris utilisées dans cette étude, un fragment de l’extrémité de la queue (zone peu sensible et cicatrisant rapidement) sera prélevé pour connaitre le statut génétique des animaux, entre 7 et 10 jours de vie (réalisé une seule fois, moins d’1 minute par animal). Une chirurgie sous anesthésie et analgésie (1h maximum) sera pratiquée pour l’implantation d’électrode intracrânienne suivi d’un hébergement individuel (maximum un an) et enregistrement EEG (Electro-encéphalographique) afin d’enregistrer l’activité électrique cérébrale sur animal vigile (session d’une semaine séparée par 1-2 semaine de repos) pour détecter des crises d’épilepsie spontanées. Des études de comportement sur animal vigile (7 tests maximum, tous les 2-3 jours, d’une durée minimale de 10 min et maximale d’1h par test) seront réalisées. Ces tests ont pour objectif de mesurer les capacités cognitives et sociales des souris.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont : 1) une légère et brève douleur lors du prélèvement pour génotypage 2) un stress lors des manipulations nécessitant une contention des animaux 3) Le développement prédit d’un phénotype épileptique avec plusieurs crises par jour et une possible survenue de mort due aux crises 4) La chirurgie due à l’implantation intra crâniale d’électrodes (douleur, inconfort), et l’hébergement individuel des animaux prévus pour l’enregistrement video-EEG 5) Un stress dû à l’analyse comportementale des animaux et plus particulièrement un risque hypothermique à la suite du test en piscine de Morris et un risque de rejet par la mère des petits entre 5 et 10 jours post-natal à la suite du test acoustique.
Devenir
L’ensemble des animaux impliqués dans ce projet seront euthanasiés pour prélever des tissus d’intérêt pour répondre à notre question scientifique ou parce qu’il n’est pas possible de les réutiliser ou de les replacer du fait de leur modification génétique.
Remplacement
L’utilisation d’animaux est justifiée car: (1) Les modifications cérébrales nécessaires ne peuvent être étudiées chez l’humain. (2) La culture cellulaire ne reproduit pas certaines propriétés des crises d'épilepsie dans un cerveau entier. (3) La modélisation in silico nécessite des données expérimentales encore manquantes
Réduction
Nous veillerons à générer le minimum d'animaux nécessaires à la fois pour le maintien de nos lignées et pour leur utilisation dans des expériences en vue de produire des conclusions scientifiques statistiquement fiables. La taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance, nous procèderons à des tests statistiques pour une interprétation fiable des résultats. Le calcul de puissance sera ajusté selon les premiers résultats, car nous ne pouvons pas encore prédire les différences de moyennes et de variabilité entre nos groupes. Nous avons prédit un minimum de 10 animaux par groupe (n=450). Apres 1 an d’étude de deux de nos lignées, la suite de nos études nécessite l’ajout de 1264 souris, afin de (1) mieux caractériser nos lignées, (2) chercher de nouvelles cibles thérapeutiques, (3) tester la toxicité et l’efficacité de nouveaux traitements in vitro et ex vivo, (4) déterminer l’âge optimal de traitement de nos souris, (5) améliorer la puissance de nos tests comportementaux et la robustesse des conclusions sur les résultats de ceux-ci et (6) tester le comportement des femelles. Ce dernier objectif a pour but de déterminer de futurs objectifs d’efficacité de traitements qui ne se réduisent pas aux résultats obtenus sur les mâles pour ainsi donner aux patientes atteintes de dysplasies corticales focales les mêmes chances qu’aux patients masculins.
Raffinement
Les animaux sont hébergés selon les normes en vigueur et les cages enrichies d’un nid de coton, et d’une maison en cas d’inconfort (animal isolé) ou pour les souris gestantes. Des points limites ont été définis et seront respectés pour éviter toute souffrance animale. Les animaux feront donc l'objet d'une surveillance étroite par le personnel de soin animalier. Le poids, l'apparence physique et des changements de comportement seront les facteurs pris en compte. Suite à la procédure d’implantation d’électrodes, on administre un analgésique. Ce traitement pourra être prolongé jusqu’au rétablissement de l’animal (si aucun point limite n’est atteint). L'expérimentateur pèsera les animaux chaque jour suivant la chirurgie pendant une semaine, puis une fois par semaine, et évaluera objectivement l'apparence physique de l'animal (convulsions, dos voûté) et son comportement (lenteur des mouvements) au moins une fois par semaine. D'autre part, les animaux feront l'objet d'un suivi postopératoire avec une surveillance rapprochée de l'expérimentateur jusqu'au réveil complet de l'animal et surveillance quotidienne étroite de l'expérimentateur et du personnel de soin animalier pendant les deux semaines suivant la chirurgie. Les mouvements, le poids, la respiration et les réflexes tels que le retrait de la patte seront observés. Pour les tests comportementaux, une habituation d’1 à 2 semaines à l’expérimentateur sera réalisée (manipulation des souris dans leur cage et du nid dans le cas des souris prévues pour le test acoustiques) afin de limiter le stress. Puis pour chaque test comportemental, les animaux auront une période d’habituation de 30min à la pièce de comportement. Enfin, les souris participant au test en piscine, seront séchées et surveillées à l’issue du test afin d’éviter toute hypothermie.
Choix des espèces
Nous travaillerons sur une espèce animale: la souris. Notre choix a été motivé par des raisons scientifiques: (1) Nos études portent sur des modèles génétiques d'épilepsie nécessitant des modifications génétiques ciblées, possibles chez ces animaux. (2) L'établissement de lignées pures avec un fond génétique stable et homogène utilisées dans les laboratoires du monde entier permet la reproductibilité et la comparabilité des résultats et donc la réduction du nombre d’animaux. (3) Cette espèce est majoritairement utilisée pour modéliser les crises d’épilepsies. Elles ont donc été explorées de manière exhaustive de la molécule au comportement, permettant une solide base scientifique sur laquelle baser nos travaux. (4) Les rongeurs ont un cerveau suffisamment élaboré pour générer des activités épileptiques dont les mécanismes pathologiques aux niveaux cellulaire et moléculaire sont similaires à l'humain. Ce projet nécessite : - l’euthanasie de certains animaux dès le stade embryonnaire et jusqu’à l’âge adulte afin d’analyser l’effet des mutations sur le développement du cerveau, - la réalisation de tests comportementaux sur d’autre animaux à partir de l’âge de 5 jours afin de caractériser l’effet des mutations sur le comportements, - et la réalisation d’une chirurgie sur des animaux et l’enregistrement de leur activité cérébrale de nos souris ce qui sera effectué sur des animaux adultes car ce type d’analyse nécessite un niveau de développement cérébral mature.
Role du système glymphatique dans le Trouble de l’Usage d’Alcool
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Rendus dépendants à l'alcool par consommation libre, inhalation de vapeurs ou injections dans l'abdomen, puis maintenus seuls en cage pendant huit semaines à un an, 4 480 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, tous tués à l'issue. Une partie reçoit des canules implantées dans le crâne sous anesthésie, passe jusqu'à six IRM de deux heures et subit des tests de compulsion où l'accès à l'alcool s'accompagne de chocs électriques ou d'un goût amer de quinine. L'alcoolisation commence à quarante-cinq jours, ce qui correspond au milieu de l'adolescence chez le rat, et se poursuit jusqu'à un an. Le porteur écrit que la consommation volontaire d'alcool "ne conduit à aucune souffrance ou douleur" chez ses animaux et compare les chocs électriques à l'électricité statique ressentie en sortant d'une voiture, dans un projet qu'il classe lui-même en souffrance sévère.
Objectifs
Nos objectifs scientifiques sont de découvrir le rôle du système glymphatique dans l’addiction à l’alcool, aussi nommée le « Trouble de l’Usage d’Alcool » (TUA), d’étudier les atteintes du système glymphatique provoquées par l’alcool et d’étudier si des molécules thérapeutiques potentielles améliorant le fonctionnement du système glymphatique peuvent diminuer les symptômes de l’addiction. Le TUA reste aujourd’hui un défi pour la santé publique à l’échelle internationale, étant donné les conséquences sanitaires de la consommation d’alcool (cancers, maladies cardiovasculaires et digestives, déficits cognitifs, démences précoces et troubles neurocomportementaux). L’addiction est marquée par le passage d'une consommation hédonique à une consommation compulsive avec perte du contrôle de sa consommation, conduisant peu à peu le patient dans un cycle pathologique de phases d’abstention et de rechute. Pendant les phases d’abstinence, l’individu expérimente un syndrome de sevrage fortement aversif et dysphorique qui précipite la rechute. Notre hypothèse de travail propose que l’amélioration du fonctionnement du système glymphatique pourrait constituer une piste thérapeutique pour traiter les symptômes spécifiques de l’addiction (par exemple, la compulsion, les rechutes) mais également les troubles cognitifs et anxieux observés dans le TUA. Le système glymphatique vient compléter la barrière hemato-encéphalique et permet l’existence d’un flux de liquide cérébrospinal dans le parenchyme cérébral, qui permet le drainage des déchets métaboliques . Il a été montré que ce système est impliqué dans les pathologies neurodégénératives (Alzheimer par exemple) provoquant une accumulation de déchets et une neuroinflammation causant la mort neuronale. Or, dans le cadre du TUA, l’alcool provoque le développement de démences précoces (encéphalopathie de Wernicke et syndrome de Korsakoff), ainsi que de la neuroinflammation. Par ailleurs, des études ont montré qu’un potentialisateur de la circulation de liquide cérébrospinal permet de réduire la sévérité du syndrome de sevrage. Nous souhaitons tester dans quel mesure le système glymphatique serait impliqué dans les troubles addictifs, anxieux et cognitifs présents chez les patients atteint de TUA.
Bénéfices attendus
Le rôle du système glymphatique dans la mise en place de l'addiction à l'alcool, dans le maintien des comportements addictifs et en tant que piste thérapeutique anti-addiction n'a jusqu'ici pas été exploré. Ceci est en particulier dû au fait que ce système a été découvert récemment, pendant la décennie 2012-2022. Les travaux publiés montrent que le système glymphatique est très important dans la gestion de la neuro-inflammation cérébrale. Or cette dernière est un élément clé dans le développement et le maintien des pathologies addictives. Du fait de notre expertise dans la mise en place des modèles animaux d'addiction à l'alcool et de la possibilité d'accéder à leur étude par IRM petit animal, nous pensons que ce projet pourrait conduire à des résultats enrichissants sur la physiopathologie de l'addiction à l'alcool et conduire à de nouvelles approches thérapeutiques, non seulement pour traiter l’envie irrépressible de consommer, le risque de rechute et favoriser la réduction des consommations, mais également pour prendre en charge les déficits cognitifs présents chez les patients souffrant du TUA.
Procédures
Les animaux seront exposés à l'alcool par différents biais (consommation libre, inhalation ou injection) sur des périodes allant de 8 semaines jusqu'à 1 an. Certains animaux subiront une chirurgie sous anesthésie générale et avec analgésie pré-opératoire pour l'implantation de canules (environ 30 min) dans des zones d'intérêt (structure cérébrale ou cisterna magna). A la suite de quoi les rats seront soumis à des tests comportementaux (anxiété, cognition et addiction) et, éventuellement, des prélèvements sanguins sous anesthésie générale (environ 2 min, maximum 6/rat, 2 semaines minimum entre chaque prélèvement). Lors de l'acquisition d'image par IRM (environ 2 heures, maximum 6 acquisitions par rat sur une vie entière), les animaux seront anesthésiés par voie gazeuse pour éviter tout mouvement.
Impact sur les animaux
Les animaux seront isolés pendant toute la durée de l'expérimentation (8 semaines à 1 an), ce qui peut entraîner un stress social chez le Rat. D'expérience, les étapes de consommation volontaire d'alcool ne conduisent à aucune souffrance ou douleur chez nos animaux. Les phases qui vont faire subir aux rats une certaine douleur sont : - les procédures chirurgicales visant à implanter des canules intracrâniennes. Il s’agit ici uniquement de douleurs post-opératoires de cicatrisation, le port de canules intracérébrales pendant plusieurs mois n’entrainant pas de douleur. - les injections intra-péritonéales répétées. Les phases qui vont faire subir aux rats un certain inconfort sont : - les chocs électriques, (réglés à une faible intensité, évoquant une sensation désagréable mais non douloureuse comparable à celle de l’électricité statique sur une voiture après un trajet, utilisés lors des tests de compulsion) - L’inconfort engendré par l’absorption de quinine lors des tests d’aversion. - L’inconfort engendré par les phases de sevrage et de privation d’alcool.
Devenir
Afin d'analyser les cerveaux des animaux, nous devons réaliser leur mise à mort pour prélever les cerveaux.
Remplacement
Il n’existe pas de méthode de substitution aux expériences comportementales: Nous n'avons pas à notre disposition de modèle computationnel ou in vitro des symptômes du Trouble de l'Usage d'Alcool, des troubles cognitifs et mnésiques ni des troubles anxieux. Pour les aspects neurochimiques, nous ne disposons pas de modèle in vitro ou computationnel des mécanismes d’adaptations neuronales induites dans le cerveau par l'usage excessif et prolongé d'alcool pendant plusieurs mois. Notre recherche vise à caractériser le fonctionnement du système glymphatique sans alcool et chez le rats rendus dépendants à l'alcool , pour lequel nous ne disposons pas de modèle computationnel à ce jour.
Réduction
Pour réduire au minimum le nombre de rats, les groupes seront constitués de 10 rats pour un groupe expérimental donné. Pour les expériences comportementales de mémoire (comme par exemple le test "Reconnaissance d'un nouvel objet"), le nombre de rats sera augmenté à n=12 en raison des fortes variabilités interindividuelles. Pour les expériences incluant la tâche d’apprentissage de l’auto-administration et la tâche de compulsion, que certains rats n’apprennent pas, on augmente le n à 18 rats par groupe pour n=12 à la fin. L'étude par IRM de flux (Imagerie par Rénonance Magnétique),est une IRM fonctionnelle sur l'animal vivant. Aussi cette approche nous permettra d’étudier le même animal à plusieurs étapes du protocole, ce qui permet de REDUIRE le nombre d’animaux étudiés car il n’est pas nécessaire d’euthanasier les rats à chaque temps étudié. Nous avons prévu d’étudier 10 molécules d’intérêt différentes. Les 3 premières sont 1. un amplificateur du système glymphatique , 2. un amplificateur du courant hydrique généré par les aquaporines et 3. un agent anti-inflammatoire, ce dernier ayant déjà fait l’objet de publications au laboratoire. Ces 3 molécules sont bien identifiées, non toxiques, et un intérêt thérapeutique est pressenti au vu des analyses bibliographiques. Si les résultats obtenus sur ces 3 premières cohortes montrent une efficacité sur l’addiction, alors nous poursuivrons l’étude de leurs mécanismes d’action sur les 7 autres cohortes avec des molécules analogues connues, de façon à identifier la cible pharmacologique précise de l’effet obtenu. Les cohortes ne seront pas utilisées pour une étude toxicologique de molécules inconnues. Les doses toxiques des substances étudiées et les gammes de doses efficaces seront trouvées dans la littérature scientifique.
Raffinement
Les 3 modèles animaux utilisé (le modèle d’inhalation de vapeurs d’alcool ; le modèle EPA; l'intoxication par injection intrapéritonéale d'alcool), sont hautement validés dans la littérature scientifique pour fournir des supports efficaces de mise au jour de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le domaine des addictions. Pour raffiner notre méthodologie, nous incluons des critères d'interruption d’expérimentation. En cas de signes de souffrance, une analgésie sera mise en place. La persistance de signes de douleur, entrainera une décision de mise à mort de l'animal. Les méthodes d’anesthésie et de mise à mort seront effectuées dans des conditions réduisant au maximum le stress. Pour limiter le stress provoqué par l’isolement des rats, nous mettrons en place un enrichissement inter- espèce. Notre mode expérimental d'étude par IRM fonctionnel (ici, l'IRM de flux) nous permet de RAFFINER notre mode expérimental avec une méthodologie non invasive. Toutes les procédures chirurgicales seront réalisées avec des soins permettant de réduire au maximum la douleur pendant et après l'opération. Dans le but d’améliorer la condition des animaux, nous réaliserons un enrichissement inter-espèces lors des périodes d’isolement et un enrichissement environnemental sera installé dans les cages (tube carton et bâtonnets de bois à ronger) durant toute la vie des rats, en plus de leur litière de rafle de maïs (COB12 de serlab)..
Choix des espèces
L’espèce que nous utiliserons est le Rat. Nous réaliserons trois modèles reproduisant les symptômes de l’addiction chez le Rat : Le modèle dit d'inhalation de vapeur d'alcool; le modèle "d'Effet de Privation d'Alcool" (EPA), et le modèle par injections intrapéritonéales d'alcool. Le choix de l’espèce Rat est motivé par des travaux précédents qui ont montré la forte validité de ces modèles dans la recherche de nouveaux traitements. Dans le modèle EPA, le choix du Rat est motivé par le fait que les Rats présentent des comportements plus stables que la Souris. Dans le contexte des addictions, plusieurs symptômes de l’addiction sont évalués par le test comportemental d’auto-administration opérante d’alcool, ou l’on propose à l’animal de travailler (en appuyant sur une pédale dans une enceinte d’auto-administration) de façon à obtenir une « récompense » (ici, l'éthanol). Pour ces tests, le gold standard est le modèle « Rat ». Nous allons réaliser notre étude sur des rats âgés environ de 45 jours au début des administrations d'alcool: cet âge correspond au milieu de l'adolescence du rat, qui s'étend de 30 à 60 jours. Cette période correspondant environ chez l'Homme à l’âge de 16-18 ans. Les rats seront gardés au laboratoire jusqu’à l’âge maximum de 1 an, et les expériences d'IRM, de comportement seront réalisées sur les rats adultes. En France en 2022, 80 % des jeunes de 17 ans ont consommé de l'alcool au moins 1 fois dans l'année passé et 36% des personnes de 17 ans ont connu au moins une ivresse dans le dernier mois (publication OFDT 2023). L'age précoce des premières alcoolisations est une donnée épidémiologique classique en Europe et constitue d'ailleurs un facteur de risque supplémentaire pour devenir alcoolodépendant : 10% de risque d'avoir un TUA en population générale, contre 15 % de risque si les premières alcoolisations ont eu lieu avant 15 ans. Dans notre objectif de modéliser la pathologie alcoolique, nous allons donc commencer les premières expositions à l'alcool chez des rats adolescents, pour mimer les caractéristiques épidémiologiques de l'addiction à l'alcool.
Caractérisation des déficits sensoriels, cognitifs et émotionnels en réponse à des challenges inflammatoires en période prénatale, dans un modèle de souris déficientes en peptide vasoactif intestinal (VIP)
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Quarante-cinq minutes de contention, deux fois par jour, trois jours de suite, sur des femelles en gestation : 8 311 souris vont être utilisées, dont 3 311 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. 1 008 femelles gestantes reçoivent en plus des injections deux fois par jour pendant trois jours, 1 176 animaux subissent une chirurgie, 980 des prises de sang par incision du bout de la queue, et 1 960 passent des tests de mémoire, de sociabilité, d'anxiété, de résilience et de perception de la douleur. Les mères sont tuées pour prélever placentas et embryons au douzième jour de gestation, les autres pour prélever le cerveau, le porteur indiquant que les animaux épargnés en période prénatale pourront ensuite servir de reproducteurs à la colonie. Il décrit lui-même la lignée déficiente en VIP comme portant un "phénotype dommageable" : rythmes perturbés, immunité faible, troubles digestifs, hypersensibilité à la douleur et cerveau plus petit.
Objectifs
Le stress psychosocial, lorsqu’il survient pendant la grossesse, est connu pour impacter négativement le développement du bébé. Il fait partie des facteurs de risques liés à la prématurité, aux troubles placentaires, et aux troubles du neurodéveloppement (TND). Ce type de stress s’accompagne généralement d’une réponse pro-inflammatoire de l’organisme, or l’inflammation chez la mère est de plus en plus proposée comme une des causes du développement de TND. Notre équipe travaille actuellement sur les stress survenant autour de la naissance et leur impact cérébral chez le rongeur. Nous nous intéressons aussi à un facteur endogène spécifique, le peptide vasoactif intestinal (VIP), qui est impliqué non seulement dans la croissance du cerveau embryonnaire mais joue également un rôle de médiateur anti-inflammatoire Nous souhaitons étudier le rôle joué par le VIP dans le développement du cerveau, dans un contexte d’inflammation maternelle modélisée par un stress psychosocial appliqué pendant la gestation. En utilisant des souris déficientes en VIP, nous voulons voir si elles présentent une vulnérabilité accrue aux effets du stress prénatal, et si à l’inverse l’ajout de VIP permet une protection du cerveau fœtal face à ce type de challenge inflammatoire. Dans un premier temps, nous allons étudier les conséquences de la déficience en VIP et du stress prénatal chez la progéniture au niveau émotionnel, cognitif, sensoriel, placentaire et de l’immunité cérébrale (microglie). Dans un deuxième temps, nous allons regarder avec plus de précisions les interactions inflammatoires mises en jeu.
Bénéfices attendus
De nombreux stresseurs, psychosociaux, inflammatoires ou autres, peuvent toucher les femmes enceintes, et on sait aujourd’hui que les conséquences peuvent être néfastes pour le développement du bébé. Les troubles engendrés et leurs origines précises peuvent être difficiles à discerner car bien souvent, ces troubles se manifestent plus tard dans l’enfance (c’est le cas des troubles du comportement). Nos travaux combinant le VIP placentaire et le stress gestationnel devraient nous permettre d’enrichir la connaissance sur le lien de cause à effet précis entre stress maternel, placenta et développement cérébral. Ces recherches s’inscrivent dans le cadre de l’hypothèse générale de l’origine développementale de la santé et des maladies à l’âge adulte (DOHaD), et plus particulièrement dans le contexte du caractère additif des évènements délétères tout au long de la vie (théorie du hit-multiple). Notre attention se porte sur le rôle pivot du VIP, qui est présent en quantité non négligeable dans l’embryon et le placenta et dont les effets sur le système nerveux et immunitaire sont bien connus. Ainsi notre hypothèse est que si le VIP agit bel et bien comme un neuroprotecteur et un immunomodulateur, ces résultats peuvent aider à dégager de nouvelles pistes de recherche sur l’étiologie de troubles neurodéveloppementaux, souvent d’origine complexe et multifactorielle. Ils peuvent aussi sur le long terme inspirer de nouvelles pistes thérapeutiques pour la prise en charge des femmes enceintes exposées à des challenges inflammatoires primaires (stress, infection) ou secondaires (conséquences de conduite à risques). Nos études ciblent à la fois l’apport maternel (exogène) et l’apport embryonnaire (endogène, tout le long de la vie) de VIP. Ainsi, nous pouvons imaginer établir avec plus de précision la fenêtre thérapeutique à cibler pour protéger au mieux l’embryon, et/ou utiliser les niveaux de VIP circulants comme marqueur de diagnostic précoce.
Procédures
Stress de contention : animal vigile, 161 femelles, durée de 45 min 2x/jour pendant 3 jours Injections prénatales : animal vigile, 1008 femelles, 2x/jour pendant 3 jours Injections prénatales + stress de contention : animal vigile, 322 femelles, durée 45 min 2x/jour pendant 3 jours Tests comportementaux (pour étudier mémoire, sociabilité, anxiété, résilience, perception de la douleur) : animal vigile, 1960 animaux, max 1 test/jour 5 jours sur 7 pendant 6 semaines Prise de sang : animal vigile avec antalgique, 980 animaux, 2x à une semaine d’intervalle Chirurgie : animal anesthésié, 1176 animaux, une seule fois Biopsie de queue : animal vigile (âgé de 5-10 jours), tous les animaux, 1 fois, durée de quelques secondes
Impact sur les animaux
L’objectif de notre projet est d’induire un stress chez la mère gestante. Il est possible qu’à l’issue des 3 jours de stress, les femelles gestantes conservent un état de stress chronique. La progéniture soumise au stress prénatal est également susceptible de présenter une anxiété accrue, c’est un paramètre que nous avons prévu de mesurer. Les injections chez les mères gestantes ne mettent pas la grossesse en danger mais sont susceptibles de causer une inflammation du site d’injection ou une infection. Ce paramètre sera surveillé. L’injection de corticostérone peut induire l’apparition de comportements anxio-dépressifs chez la mère gestante similaires à ceux causés par un stress chronique. L’injection d’IL-1beta est susceptible de provoquer des perturbations cérébrales chez les petits mais pas de dommage spécifique pour la mère. Le neuropeptide VIP étant connu pour ses fonctions cardiovasculaires (action rapide) et immunitaires (action lente), nous serons particulièrement attentifs au comportement des mères gestantes (rythme cardiaque et respiration accélérés) au cours des 2 premières heures après injection. Notre lignée d’animaux déficients en VIP possède un phénotype dommageable, caractérisé par une perturbation des rythmes, des capacités reproductives diminuées, une faible immunité, des troubles digestifs, une hypersensibilité à la douleur et un cerveau plus petit. Les tests de perception de la douleur prévus sont court et n’induisent qu’un stress mineur chez l’animal. Les tests comportementaux induisent un changement d’environnement pour les animaux et donc un stress léger. Le test de résilience implique le déclenchement d’un stress pour mesurer cette capacité. Les prises de sang avant et après le stress sont réalisées en pratiquant une incision de l’extrémité de la queue qui peut engendrer de la douleur. La biopsie de queue induit une douleur légère de courte durée.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin des procédures pour prélever leur cerveau ou prélever les placentas et les embryons. Ces différents tissus serviront à des analyses ultérieures alimentant notre projet.
Remplacement
Le stress mobilise le cerveau et les organes périphériques. Un tel système ne peut être modélisé qu’avec un organisme entier. De plus, nous souhaitons étudier des perturbations du développement embryonnaire, et il n’existe pas encore de système alternatif capable de modéliser une gestation et de prendre en compte toutes les interactions mère-embryon qui en résultent. Enfin, afin d’appliquer au mieux nos résultats à l’humain, il est nécessaire d’utiliser un modèle de mammifère avec un placenta, un système nerveux et un système immunitaire proches des nôtres. C’est le cas de nos souris.
Réduction
Afin de limiter le nombre d’animaux et de groupes du projet, certaines injections seront communes entre les cohortes utilisées au cours de l’étude. Un maximum de tests comportementaux seront effectués sur les mêmes animaux, tant que leur accumulation n’engendre pas de souffrance ou d’inconfort chez ces individus. Les mères gestantes mises à mort pour prélever des placentas et des embryons seront les mêmes que celles utilisées pour les prélèvements sanguins par exsanguination. Elles pourront également avoir été utilisées pour générer des petits au préalable. Les animaux n’ayant pas subi de procédure en période prénatale pourront être réutilisés comme reproducteurs pour la colonie à la fin des tests comportementaux. Si certains tests ne montrent aucun impact du stress prénatal de contention couplé à la déficience en VIP, ils ne seront pas reconduits. Si certains tests ne montrent aucune différence sexe-spécifique, les mâles et les femelles seront mélangés et le nombre d’animaux requis par groupe pourra être diminué lors des tests suivants. Il en va de même si certains sous-groupes se comportent de la même manière, les individus seront mélangés pour la suite des tests afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires. Enfin, certains animaux seront réutilisés dans plusieurs tests. Par ailleurs nous nous efforcerons toujours de prélever un maximum d’échantillons biologiques aux animaux mis à mort (placenta, embryons, sang embryonnaire et maternel, cerveaux et sang chez les animaux adultes) afin de limiter le nombre total d’animaux utilisés pour constituer nos banques de matériel biologique.
Raffinement
Dans toutes les procédures, nous mettrons en œuvre les mesures nécessaires pour assurer des conditions expérimentales en adéquation avec le bien-être animal, lorsqu'elles ne vont pas à l'encontre de ce que nous souhaitons étudier (par ex. le stress). Pour les tests de comportement, les animaux sont habitués à la pièce et l'expérimentateur, et des seuils limites sont définis (tests stoppés si signes de détresse ou de douleur). Les prises de sang et les chirurgies sont accompagnées de l'administration d'anti-douleur, et d'anesthésiants pour les dernières. Les animaux sont hébergés en groupe (sauf exceptions) dans des cages à environnement enrichi (de quoi faire un nid et ronger pour que l’animal exprime son comportement naturel). Les animaux génétiquement modifiés sont observés au moins deux fois par semaine par les expérimentateurs et les zootechniciens, tout en veillant à les déranger le moins possible, plus particulièrement en cas de gestation. Ils sont pesés toutes les deux semaines. Un suivi renforcé est mis en place dans les jours suivants les injections et les prises de sang. Au moindre signe anormal, l’avis d’un vétérinaire sera demandé et les mesures de soin préconisées seront mises en place.
Choix des espèces
Pour étudier les troubles du neurodéveloppement (TND), nous avons besoin d’une espèce avec un cerveau aux structures proches du cerveau humain. Il faut aussi un modèle avec une gestation de type mammifère. Pour travailler sur le placenta nous avons besoin d’un rongeur ou d’un lagomorphe (lapin) ou d’un primate. On a déjà un modèle transgénique de souris, et la souris correspond à tous ces critères. Elle est fréquemment utilisée pour modéliser des TND, et les modèles transgéniques (déficience en VIP) et de stress sont assez bien caractérisés et semblent pertinents pour l’appliquer à l’humain. La souris exprime également une grande variété de comportements comparables aux nôtres (sociabilité, douleur, anxiété, mémoire). Les animaux utilisés lors des tests comportementaux seront âgés d’au moins 30 jours pour les reproducteurs, afin de s’assurer de leur fertilité, et de 60 jours pour les autres, âge auquel le cerveau est entièrement développé et mature. Le stress prénatal appliqué à la mère ainsi que les différentes injections seront réalisés au 9e, 10e et 11e jours de gestation, afin de cibler la période critique pour la formation des neurones. Les embryons seront prélevés au 12e jour de gestation.
Caractérisation d’une nouvelle lignée murine permettant de manipuler des transgènes dans les cellules satellites gliales
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Injectées de tamoxifène un ou trois jours de suite, 20 souris d'une nouvelle lignée transgénique sont tuées quinze jours ou un mois plus tard par perfusion de paraformaldéhyde sous anesthésie profonde, une opération de vingt minutes. Ces procédures sont déclarées d'un niveau de souffrance léger. Le gène modifié est présenté comme "non dommageable" et le protocole comme visant "l'absence de douleur", alors que le porteur reconnaît par ailleurs un risque de tumeurs des gonades à long terme, que la mise à mort programmée empêchera d'observer. Les ganglions rachidiens, la moelle épinière et le cerveau sont prélevés pour caractériser des cellules gliales encore mal connues, sur une étude pilote fixée à cinq animaux minimum par expérience.
Objectifs
Les ganglions nerveux présents le long de la colonne vertébrale contiennent les corps cellulaires des neurones sensoriels et permettent la transmission des informations provenant de la peau et des muscles (par exemple : température, position des muscles…). Un dysfonctionnement de ces neurones induit différentes pathologies incluant les douleurs neuropathiques et les troubles de la posture et de la marche. Ces neurones sont entourés de cellules satellites gliales qui contribuent à leur bon fonctionnement. FABP7 est une protéine qui est spéficiquement exprimée dans les cellules satellites gliales. L’objectif de ce projet est de caractériser et valider un nouveau modèle murin pour l’étude du rôle des cellules satellites gliales. Ce modèle murin exprime un gène modifié (non dommageable) seulement dans les cellules exprimant FABP7 et recevra des injections de tamoxifène. La procédure sera optimisée afin de respecter les devoirs de Réduction et Raffinement pour assurer l'absence de douleur et optimiser le confort des animaux.
Bénéfices attendus
L’objectif de ce projet est de caractériser si le nouveau modèle murin exprime un gène modifié sélectivement dans les cellules satellites gliales et dans quelle proportion. Si nous trouvons que c’est le cas, ce modèle permettra de mieux comprendre le rôle des cellules satellites gliales dans la modulation de l’activité des neurones sensoriels. Ce modèle permettra d’appréhender le fonctionnement du système nerveux sensoriel périphérique en conditions normales et par consequent, d’aider à mieux comprendre et traiter les altérations des interactions glie-neurones en conditions pathologiques.
Procédures
Les souris seront injectées 1 fois par jour, avec du tamoxifène dilué dans de l'huile de maïs pendant 1 ou 3 jours consécutifs. L’étape d’injection avec du tamoxifène dure 20 secondes. 15 jours ou 1 mois après les injections, les animaux seront injectés avec du paraformaldehyde 4% sous anesthésie profonde, étape qui dure 20 minutes.
Impact sur les animaux
Stress dû l’injection de tamoxifène / Risques de formation de tumeurs gonadiques à long terme.
Devenir
A l'issue de la procédure, les animaux seront mis à mort afin de prélever les ganglions rachidiens dorsaux, la moelle épinière et le cerveau et d’étudier au niveau cellulaire et moléculaire ces ganglions.
Remplacement
Les procédures expérimentales ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information. L’utilisation de cultures de cellules satellites gliales ou de co-cultures neurones-cellules satellites gliales ne permet pas une étude physiopathologique des interactions propriocepteurs-cellules satellites gliales : les cultures induisent des altérations morphologiques et physiologiques (électrophysiologiques, calciques et biochimiques) majeures des propriocepteurs et des cellules satellites gliales ne reproduisant pas les mécanismes physiopathologiques existant in vivo. Il n’existe pas, dans notre domaine, d’alternatives satisfaisantes aux méthodes expérimentales proposées dans ce projet (expériences ex vivo et in vivo sur l’animal). Par ailleurs, aucun modèle in silico n'existe pour étudier les cellules satellites gliales, encore trop peu connues.
Réduction
Ce projet est une étude pilote utilisant un petit nombre d’animaux, les données préliminaires vont nous permettre d’affiner, d’arrêter ou de continuer les études dans le futur pour un projet plus global. Le nombre d’animaux a été déterminé par une approche statistique, à savoir que les expériences histologiques et cytologiques nécessitent un minimum de 5 animaux. Pour réduire le nombre d’animaux et optimiser nos résultats, certains organes (moëlle épinière et cerveau) autres que les ganglions rachidiens dorsaux seront prélevés en cas de demande des rapporteurs de nos articles. De plus, les croisements et les lots seront optimisés selon les génotypes et les sexes afin d’avoir le plus d’animaux expérimentaux avec le bon génotype et avec une représentation homogène des sexes.
Raffinement
Les animaux seront placés dans des cages, en communauté de 2 à 5, dans des conditions d’hébergement contrôlées. L’eau, la nourriture et du matériel de nidification, seront placés dans chacune des cages. Chaque animal bénéficiera d’une attention et de soins de qualité par du personnel qualifié, afin d’assurer un bien-être optimal, tout au long de l’étude. Les animaux seront suivis quotidiennement par les mêmes expérimentateurs afin de réduire leur stress au maximum. Nous appliquerons des critères d’arrêt des souffrances et de prise en charge de la douleur selon un arbre décisionnel basé sur les points limites stricts et spécifiques, basés sur l'apparence et le comportement de l'animal. Avant l'expérimentation finale, les animaux recevront d’une anesthésie et une analgésie chimique.
Choix des espèces
La souris est le modèle standard pour l'étude des fonctions et dysfonctions du système nerveux des mammifères. L'anatomie, la morphologie cellulaire, la biochimie et la physiologie du système nerveux de la souris sont bien caractérisés. Il existe une vaste littérature sur le comportement sensorimoteur et sensoriel de la souris. De plus, la possibilité d’utiliser des souris génétiquement modifiées (transgéniques, «knockout» ou «knockin») est un grand avantage pour les études physiologiques car les gènes codant certaines protéines peuvent être manipulés (activés, inactivités, surexprimés) ou des transgènes exprimés chez ces animaux afin d’aider à mieux comprendre certains mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans les maladies affectant les ganglions rachidiens dorsaux. Des souris adultes d’environ 8 semaines seront utilisées.
Effet de la synucléinopathie sur le cortex moteur
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
1 260 souris vont être utilisées, chacune subissant au moins une chirurgie intracérébrale d'une heure, répétée pour certaines, puis jusqu'à huit tests comportementaux, tendance à la rotation, capacité motrice, anxiété, agilité, mémoire spatiale, coordination, force de saisie et force neuromusculaire. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré et toutes les souris sont tuées pour collecter leur cerveau. Le porteur reconnaît qu'un très faible pourcentage ne se réveillera pas après la chirurgie et que la multiplicité des tests provoque stress et fatigue. Sur le remplacement, il écrit que ces expériences ne peuvent être reproduites in vitro parce qu'elles dépendent d'un modèle murin de la maladie de Parkinson, argument qui prend le recours à la souris pour sa propre justification.
Objectifs
La maladie de Parkinson est caractérisée par une dégénérescence progressive de certains neurones cérébraux. Ce projet vise à évaluer l'impact de cette dégénérescence sur l'expression des gènes, les marques épigénétiques (modifications de l’ADN non génétique), et le statut de maturation des neurones impliqués. Nous utiliserons un modèle de souris pour la maladie de Parkinson qui induit la perte de neurones et des déficits moteurs. Les objectifs majeurs du projet sont d’analyser les changements moléculaires et physiologiques dans certains neurones suite aux lésions, de comparer les changements dû au sexe, et d'identifier des cibles thérapeutiques modifiables afin de restaurer une activité normale. Ce projet impliquera 1260 animaux et ne peux pas être remplacé par d’autres modèles. Plusieurs analyses seront effectuées sur chaque animale afin de réduire leur nombre, et des mesures spécifiques assureront le minimum de nuisances sur le bien-être des animaux. Ce projet permettra de mieux comprendre la maladie de Parkinson et d’ouvrir de nouvelles perspectives pour son traitement.
Bénéfices attendus
Ce projet analysera les changements moléculaires et physiologiques dans les interneurones du cortex moteur primaire de la souris adulte en réponse d’une synucléinopathie dans la substantia nigra comme modèle de la maladie de Parkinson. Ce projet permettra d'identifier des cibles thérapeutiques modifiables dans ces interneurones pour restaurer une activité normale de neurones moteurs, et d’identifier les différences dû au sexe. Ce projet permettra de mieux comprendre la maladie de Parkinson et d’ouvrir de nouvelles perspectives pour le traitement de cette maladie.
Procédures
Une injection intracérébrale sera effectuée sur des animaux anesthésiés ; cette procédure chirurgicale dure environ 1 heure et sera effectuée au moins une fois sur tous les animaux, et deux fois sur certains animaux. Les animaux seront soumis 2 fois au test de tendance à la rotation qui durent 10 minutes. Les animaux seront soumis 2 fois à un test de capacité motrice qui durent 3 minutes par jour sur 5 jour. Certains animaux seront soumis à un seul test qui évalue le niveau d'anxiété et dure 30 minutes. Certains animaux seront soumis à un seul test d'agilité qui dure 2 minutes par jour sur 5 jour. Certains animaux seront soumis à un seul test de mémoire spatiale qui dure 30 minutes. Certains animaux seront soumis à un seul test de coordination motrice qui dure 5 minutes. Certains animaux seront soumis à un seul test de force de saisie qui dure 3 fois 1 minute. Certains animaux seront soumis à un seul test de force neuromusculaire qui dure 3 fois 1 minute.
Impact sur les animaux
Suite à la chirurgie, il est possible que les animaux soient stressés après réveil, sujets à des fluctuations de poids ainsi que de la douleur locale. Comme pour toute chirurgie, il se peut qu’un très faible % de souris ne se réveille pas après la chirurgie. Les tests de comportement et leur multiplicité peuvent provoquer du stress et de la fatigue chez les animaux.
Devenir
A l’issue de chaque procédure, les animaux sont mis à mort et leurs cerveaux sont collectés pour plusieurs analyses.
Remplacement
Nos recherches sur les effets de la dégénérescence des neurones dopaminergiques nécessitent des souris pour comprendre comment cela impact les circuits cérébraux impliquants notamment les interneurones du cortex moteur. Nous utilisons la souris comme modèle pour s'appuyer sur les résultats de recherches antérieures. Ces expériences ne peuvent être reproduites in vitro car elles dépendent d’un modèle murin de la maladie de Parkinson.
Réduction
Nos travaux antérieurs sur des animaux soumis à des injections cérébrales suivies de plusieurs analyses comportementales nous ont permis de définir le nombre d’animaux par condition expérimentale afin d'obtenir une puissance statistique satisfaisante. Nous effectuerons plusieurs analyses sur chaque souris, ce qui nous permettra de réduire davantage le nombre d'animaux.
Raffinement
Toutes les expériences invasives sont réalisées sous anesthésie générale, associée à un traitement analgésique. Après la chirurgie, les animaux sont transférés dans une cage chauffée avec un tapis chauffant jusqu'à leur réveil. Ils sont ensuite hébergés dans leur groupe d'origine, pour éviter le stress de l'isolement, et sont observés et pesés quotidiennement pendant 2 jours avec alimentation plus riche. Pour évaluer les points limites, les animaux seront inspectés quotidiennement afin de détecter les signes d'infection et de douleur (changement de posture, de pelage, d'expression faciale), et des mesures de poids seront prises au moins deux fois par semaine. En cas d'infection ou de signes de douleur, les animaux recevront un traitement approprié. En cas de perte de poids, les animaux seront placés dans des cages chauffées et recevront une alimentation enrichie.
Choix des espèces
La génétique de la souris est très bien connue et proche de celle de l'homme, ce qui en fait un modèle privilégié pour l'étude de la maladie de Parkinson. C'est un animal avec lequel nous avons l'habitude de travailler et pour lequel nous avons une bonne expertise pour réduire les conditions de stress, d'inconfort et de douleur. Il nous permet également de créer des modèles pour l'étude des pathologies humaines. Ce projet implique un modèle de la maladie de Parkinson qui nécessite des souris adultes. La pathologie sera initiée chez des souris âgées de 60 jours, considérées comme de jeunes adultes. Des analyses comportementales, histologiques et moléculaires seront effectuées entre 3 et 9 mois plus tard pour permettre à la pathologie de se développer.
Mise au point d’un modèle de migraine par injection de PACAP-38 chez des animaux mâles et femelles (souris)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
80 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque souris reçoit une injection sous-cutanée de PACAP-38 pour déclencher une migraine, puis subit des tests de sensibilité de la face et des pattes toutes les trente minutes pendant quatre heures, avec des filaments de Von Frey et des jets d'air. Le porteur indique que le retrait de la face ou de la patte signe une douleur modérée, et souligne que l'animal, libre de ses mouvements, peut échapper à la stimulation. Les bénéfices annoncés, comprendre les différences entre mâles et femelles puis développer des molécules pour les patients qui ne répondent pas aux traitements actuels, sont renvoyés au moyen et au long terme, l'objectif immédiat étant de mettre au point le modèle de migraine lui-même.
Objectifs
L’objectif du projet est de développer un nouveau modèle de migraine en se basant sur les derniers résultats scientifiques et la clinique. Le PACAP, est une molécule qui est libérée lors des crises de migraine par les fibres nerveuses au niveau des méninges. Ainsi pour être au plus proche de la réalité clinique, nous souhaitons utiliser le PACAP pour provoquer l’activation des circuits de la douleur impliqués dans la migraine chez la souris. Pendant la phase « mal de tête », la douleur ne peut être générée qu’au niveau des méninges puisqu’il n’existe pas de récepteurs à la douleur dans le cerveau. Nous évaluerons les effets de cette molécule au niveau du comportement, mais également en utilisant des marqueurs d’activation neuronale, tels que Fos et pERK chez le mâle et la femelle. Nous souhaitons comparer d’une part l’activation des régions du système nerveux central chez les mâles et les femelles pour voir s’il y a des différences entre les mâles et les femelles, mais aussi en fonction des variations hormonales qui ont lieu pendant le cycle sexuel chez la femelle.
Bénéfices attendus
A court terme, ce projet nous permettra de développer un modèle animal plus proche de la clinique et des dernières études scientifiques. les mécanismes d’intégration de la douleur méningée au niveau du système nerveux périphérique et central chez les mâles et les femelles. En effet la migraine touche plus les femmes que les hommes, mais les études ont été majoritairement réalisées chez les mâles. Pourtant, il est connu qu’il existe des différences d’intégration inhérentes au sexe et au cycle hormonal. Ainsi à moyen terme, identifier les différences ainsi que le rôle des différentes régions cérébrales dans ce nouveau modèle murin de migraine nous permettra de mieux comprendre cette pathologie. A long terme, il serait intéressant de comprendre comment des molécules telles que le PACAP peuvent induire des migraines. Ceci permettrait de développer de nouvelles molécules pour offrir des alternatives aux patients qui ne répondent pas aux traitements proposés actuellement comme les triptans ou les anti-CGRP.
Procédures
Mesure de la sensibilité cutanée céphalique et extra-céphalique : les jours d’injection pendant 4h toutes les 30 minutes ; cette mesure se fait par l'application de filaments fins sur la peau de l'animal et par l’envoi d’un jet d’air après l'injection des molécules en sous cutané (chaque application dure 3 secondes). Les jours entre les injections, la mesure se fait une fois.
Impact sur les animaux
Nous utilisons un modèle de migraine qui provoque une douleur modérée de l’animal. Cette douleur est ressentie après les injections, mais n’empêche pas les mouvements de l’animal. Enfin, les stimulations mécaniques avec les filaments de Von Frey ou les jets d’air avec l’AirPuff induisent un retrait de la face ou de la patte signe d’une douleur modérée. L’animal peut échapper à cette stimulation puisqu’il n’est pas en contention. Cette stimulation dure au maximum 3 secondes.
Devenir
La procédure ne permet pas de réutiliser les animaux. En effet, elle se termine par des études immunohistochimiques qui nécessitent de prélever le cerveau ainsi que d'autres organes pouvant servir à d'autres études : les animaux seront donc mis à mort à la fin de la procédure.
Remplacement
Aucune méthode alternative ne permet de remplacer ce protocole. En effet il est nécessaire de réaliser ces études in vivo, car l’intégration de la douleur implique de nombreuses régions du système nerveux central et périphérique simultanément. Il est donc nécessaire de réaliser les observations chez l’animal in vivo.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera réduit au maximum. Huit animaux par groupe est le nombre d'animaux nécessaire pour permettre de mettre en évidence une différence statistique entre eux. Par ailleurs pour rendre compte des mécanismes sans doute différents chez l'homme et la femme (hormones différentes), nous avons besoin de réaliser l'étude à la fois chez les mâles et les femelles. Une fois les animaux mis à mort, un maximum d'organes sera prélevé et stocké afin d'être utilisés pour ce projet ou pour d'autres études. Cela évitera de mettre à mort de nouveaux animaux pour ces autres études.
Raffinement
La nuisance identifiée sur le bien-être des animaux est la douleur engendrée dans le cadre du modèle. Concernant la douleur générée par l’application des stimulations mécaniques (à l'aide de filaments en plastique), nous limitons les stimulations en durée et en intensité au minimum et l’animal a toujours la possibilité d’échapper à la stimulation puisqu’il est libre de ses mouvements. Les stimulations mécaniques ne dépassent pas les point limite fixés. Pour améliorer le bien-être des animaux, les cages sont enrichies à l'aide de rouleaux permettant aux animaux de se cacher ainsi que de papier de nidification, élément important pour la souris. La mise à mort est réalisée par une overdose de ketamine /xylazine.
Choix des espèces
La souche C57BL6 est couramment utilisée au sein du laboratoire depuis de nombreuses années et dans les études précédentes sur le sujet dans d’autres laboratoires. C’est par ailleurs un des modèles les plus utilisés pour les études comportementales dans le domaine de la douleur. Le choix de développer ce modèle chez la souris permettra d'utiliser des animaux génétiquement modifiés pour des cibles impliqués dans la migraine, ce qui est difficilement réalisable chez le rat. Les animaux seront âgés de 6-8 semaines pour la comparaison avec les autres données de la littérature : les souris sont considérées comme adultes.
Rôle du Claustrum dans la consolidation mnésique en condition normale et pathologique
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Soumises à une chirurgie crânienne de trois heures, 380 souris subissent ensuite des séances d'isolement pouvant atteindre quarante-huit heures et une privation de sommeil, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes sont tuées pour prélever leur tissu cérébral. Les tests portent sur le déplacement et le remplacement d'objets, dix minutes par séance avec trois heures d'isolement avant et après l'acquisition, et cherchent à savoir si la stimulation d'une petite structure, le Claustrum, restaure la consolidation des souvenirs chez des souris génétiquement modifiées modélisant la maladie d'Alzheimer. Le porteur indique que des groupes de vingt animaux sont nécessaires pour en amener douze au bout du protocole, l'expression du virus et le placement de la fibre à 50 micromètres près échouant sur les autres.
Objectifs
Le Claustrum est une petite structure télencéphalique ayant la caractéristique de projeter à l’ensemble du cortex cérébral. Outre son rôle supposé dans la conscience, il est associé à diverses fonctions physiologiques, allant de la régulation du cycle veille-sommeil à la modulation des processus attentionnels. De manière intéressante, des études récentes suggèrent un rôle central du Claustrum dans les mécanismes de consolidation mnésique, i.e. le processus permettant le stockage à long terme des informations mnésiques nouvellement acquises. Cette perspective revêt une importance particulière étant donné que ces processus de consolidation sont altérés précocement dans la maladie d'Alzheimer, une pathologie caractérisée, entre autres, par des déficits mnésiques. Des données préliminaires sur un modèle murin pré-clinique de la maladie d'Alzheimer (génétiquement modifiée) ont révélé une altération précoce de l'activité claustrale. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre le fonctionnement du Claustrum en condition normale et pathologique, avec un accent particulier sur son rôle potentiel dans la modulation des processus de consolidation mnésique. Une approche novatrice consistera à restaurer une activité claustrale physiologique dans le but de récupérer un phénotype comportemental sain chez des souris génétiquement modifiées modélisant la phase pré-clinique de la maladie d'Alzheimer.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra donc de 1) caractériser pour la première fois l’activité physiologique du Claustrum au cours du cycle veille-sommeil et en fonction des différents états de vigilance ; 2) de déterminer par quels mécanismes le Claustrum sous-tend la consolidation mnésique et 3) de déterminer si la stimulation spécifique de ce noyau mimant son fonctionnement physiologique permet de restaurer une consolidation mnésique normale chez un modèle préclinique de la maladie d’Alzheimer. Cette étude permettra de mieux comprendre le réseau cérébral impliqué dans le processus de consolidation mnésique, tout en ouvrant de nouvelles perspectives pour restaurer cette consolidation dans le contexte pathologique de la maladie d'Alzheimer.
Procédures
Lors de la procédure 1, Les animaux seront soumis à une chirurgie (3h). Ils seront isolés le temps d’expériences de déplacement d’objet ainsi que de remplacement d’objet avec des jours d’habituation, d’acquisition et de test (10 minutes par séance). Ils seront également isolés pour des durées plus longues lors de l’aquisition (3h avant et après les 10 minutes) ainsi que lors de la privation de sommeil
Impact sur les animaux
La chirurgie peut induire de la douleur et une altération de l’état de santé des animaux. Un isolement de maximum 48h sera nécessaire après la chirurgie ainsi que pour l’expérience d’enregistrement de l’activité Claustrale en fonction des états de vigilance durant un nycthémère complet (procédure 1). Cet isolement pourra provoquer un stress. Les souris des groupes d’activation ou d’inhibition pharmacologique du claustrum et leur contrôle devront subir une contention avant l’injection en intra-péritonéal de l’agent pharmacologique ou véhicule. La contention ainsi que l’injection peuvent causer un état de stress chez l’animal.
Devenir
L’ensemble des animaux sera mis à mort afin de prélever le tissu cérébral fixé
Remplacement
Notre projet vise à étudier le rôle du Claustrum dans la consolidation de la mémoire et ses possibles altérations chez un modèle murin de la maladie d’Alzheimer. A l'heure actuelle, ce projet ne peut ni être réalisé à l’aide de modèles cellulaires, ni être simulé par des techniques informatiques. En effet, la mémoire repose sur la présence d’interactions fonctionnelles dynamiques entre structures cérébrales et nécessite donc de travailler chez l’animal.
Réduction
Les calculs de puissance sont pris en compte dans la détermination du nombre d'animaux requis pour les expérimentations. Les expériences d’imagerie calciques associées à l’approche pharmacologique et celles d’optogénétique sont dépendantes : 1) de la bonne expression des virus et 2) d’une localisation exacte (à 50µm) de la fibre. Les expériences précédentes réalisées chez nos collaborateurs montrent que des groupes de 20 animaux sont nécessaires pour arriver à 12 animaux effectuant l’entièreté du protocole et pouvoir détecter des différences inter-groupes de l'ordre de 15-20%. Des tests statistiques paramétriques sont effectués.
Raffinement
La chirurgie sera opérée sous anesthésie gazeuse supplémentée par une couverture analgésique locale par injection sous-cutanée au niveau de la zone d’incision chirurgicale. Une pommade d’anesthésique local limitera les douleurs aux oreilles dues aux barres d’oreilles, l’ajout de pommade à base de vitamine A limitera le dessèchement oculaire. Pendant la chirurgie une injection sous cutanée d’un anti-inflammatoire non stéroïdien assurera l’analgésie et il sera ajouté au biberon pendant 1 à 3 jours pour assurer l’analgésie post-opératoire. Enfin, la température corporelle sera maintenue grâce à un tapis chauffant thermostaté. La lutte contre l’hypothermie se poursuit jusqu’au réveil complet de l’animal en plaçant sa cage sous une lampe chauffante. Elle sera suivie d’un isolement de 48 heures maximum afin de ne pas provoquer de changement dans la hiérarchie dans la cage, en laissant le temps à la souris de bien se remettre de la chirurgie. L’état de santé des animaux sera surveillé tout au long de l’expérience par du personnel formé, plus particulièrement avec une observation détaillée la semaine suivant la chirurgie. En amont des expériences, les animaux seront familiarisés à la manipulation par l’expérimentateur afin de diminuer le stress. Ils seront également habitués à l’utilisation d’une boite (plutôt qu’un tunnel qui abimerait le dispositif électrophysiologique) pour le transport de l’animal depuis sa cage d’hébergement au dispositif expérimental et vice-versa. Un isolement temporaire sera nécessaire mais ne dépassera pas 12h pour réaliser les tâches comportementales et la privation de sommeil.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie est la souris. La question posée requiert un modèle animal possédant une structure neuroanatomique comparable à celle du cerveau humain. En particulier l’hippocampe, le cortex frontal sont des cibles majeures du Claustrum et sont affectées dans la maladie d’Alzheimer. Ces structures anatomiques sont conservéeschez la souris, mais pas chez des organismes plus simples tels que C. Elegans, drosophile ou poisson zèbre. Le modèle génétiquement modifié de la maladie d’Alzheimer (disponible au laboratoire) constitue un modèle de référence pour étudier l’impact de la pathologie amyloïde sur la dynamique cérébrale. L'ensemble des souris sera utilisé à un stade de développement correspondant à de "jeunes adultes". Les procédures débuteront entre 8 et 10 semaines. En effet, à cet âge, le système nerveux central est complètement développé (les interneurones hippocampiques sont matures à l’âge d’1 mois), et les souris présentent d’excellentes performances de mémoire spatiale.