Système nerveux
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système respiratoire
- Système urogénital
Rôle des psychédéliques dans la plasticité synaptique chez des animaux exposés à l’alcool de manière chronique
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
6 144 rats vont être utilisés dans ce projet, chacun passant douze semaines seul en cage, huit semaines à boire de l'alcool en libre choix puis quatre semaines à en inhaler les vapeurs. Les procédures sont classées au niveau de souffrance le plus élevé, sévère, le porteur expliquant ce classement par la sommation des nuisances, isolement, alcoolisation, injections répétées, restriction alimentaire et prélèvements sanguins pratiqués en rétro-orbitaire, sur la langue et sur la queue. Quatre injections de psychédéliques suivent la dernière inhalation, puis jusqu'à cinq tests comportementaux, dont un qui exige trois jours de restriction alimentaire pour motiver l'animal. 4 608 rats sont tués pour des analyses post-mortem, dont certains par perfusion cardiaque sous anesthésie terminale, les 1 536 autres pouvant être replacés ou tués eux aussi.
Objectifs
La dépendance à l'alcool est caractérisée par un fort taux de rechute du fait d’un manque de thérapies suffisamment efficaces. Les substances psychédéliques représentent à l’heure actuelle une piste émergente très prometteuse pour certaines maladies psychiatriques telles que la dépression résistante à la pharmacologie classique ou les addictions. Il est actuellement connu que ces substances sont responsables d’une modification des connexions cérébrales entre structures et une modification de la forme et la densité des réseaux de neurones, assurant ainsi un meilleur transfert d’information neuronale. Cependant, il existe un manque criant d’informations sur les capacités de ces substances à corriger le fonctionnement des réseaux de neurones, notamment au niveau de l’hippocampe qui soutient la mémoire, et du noyau accumbens, impliqué dans les addictions. Dans ce contexte, notre projet est d’étudier l'activité de ces réseaux et leur structure dans l'hippocampe et le noyau accumbens chez 1) des rats adultes exposés à l’alcool de manière chronique afin de faire le bilan des effets de l’alcool et 2) sur des rats exposés à l’alcool puis traités aux psychédéliques afin de voir si les psychédéliques corrigent les effets négatifs de l’alcoolisation sur ces processus plastiques.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de déterminer l’efficacité et le mode d’action structural et fonctionnel des psychédéliques sur la consommation spontanée d’alcool chez les animaux et sur les tests cognitif et émotionnel altérés par l’alcoolisation. Nous serons à même de combler d’importantes questions en suspens dans la communauté scientifique concernant les aspects qualitatif (fonctionnement et structure des réseaux de neurones, apprentissages, anxiété, consommation, système(s) de neurotransmission concerné(s), propriétés de la transmission synaptique) et quantitatif (de combien corrigeons-nous ces paramètres ?) de l’utilisation des psychédéliques dans l’addiction à l’alcool.
Procédures
Dans un premier temps, tous les animaux, hébergés individuellement, réaliseront un protocole d’alcoolisation en deux étapes (durée 12 semaines) : 8 semaines de consommation volontaire d’alcool en libre choix suivis de 4 semaines d’inhalation de vapeur d’alcool. Pour vérifier l’alcoolémie des prises de sang seront réalisés pendant la période d’inhalation (3 prélèvements à 2 semaines d’intervalle). Les prélèvements seront réalisés uniquement sur ¼ des animaux (1 536) tous les rats étant hébergés dans les mêmes conditions (cages standards enrichies). A la suite de ça, les rats seront répartis dans différents groupes pour réaliser soit des études de neurochimie, de neuroanatomie, d’électrophysiologie ou de comportement. Ainsi, chaque étude comprendra 1536 animaux (50% mâles et 50 % femelles). Pour chaque étude, nous allons tester 4 agents pharmacologiques différents (soit 384 animaux pour chaque molécule). Les animaux recevront donc 4 injections aigues d’une molécule ou de son contrôle (sérum physiologique) étalées sur 48h après la dernière inhalation de vapeur. Concernant les tests comportementaux, ils sont basés sur le comportement d’exploration naturel du rat. Tous les rats de ce groupe (1536) réaliseront au maximum 5 tests sur une période de 3 semaines. Seul un test nécessite une légère restriction alimentaire pendant 3 jours afin d’augmenter la motivation des animaux. Cette restriction n’excédera pas 10% de perte par rapport au poids moyen de l’animal et sera contrôle quotidiennement pour ajuster l’apport alimentaire au besoin. Pour la procédure de neuroanatomie, les animaux subiront sous anesthésie sans réveil une perfusion cardiaque.
Impact sur les animaux
L’hébergement individuel des animaux constitue une 1ère nuisance qui peut induire un stress lié à la séparation du groupe social et à la réduction des stimulations environnementales. Cependant, il y a maintien des contacts olfactifs, visuels et auditifs entre les animaux. De plus, la manipulation régulière de l’animal par l’expérimentateur, permet de limiter les effets. L’hébergement individuel débutera dès l’arrivée, durant le protocole à 2 biberons (8 semaines) et continuera pendant l’inhalation de vapeurs d’alcool (4 semaines). La durée totale estimée est de 12 semaines. La 2nd nuisance résulte des expositions à l’alcool pendant les 12 semaines. Les données obtenues d’expériences précédentes montrent que les effets nuisibles restent limités et transitoires, avec dans les cas les plus extrêmes, une légère diminution de la prise alimentaire et une perte de poids modérée, paramètres suivis dans le cadre du plan de surveillance du bien-être animal, et sans impact sur les muqueuses, l’air étant humidifié dans les cages d’inhalation et l’animal bénéficiant d’une fenêtre de récupération de 10h/j sans alcool. Les administrations de substances 24h après alcoolisation seront répétées 4 fois (à 12h d’intervalle) avec des nuisances limitées au moment du geste ou aux minutes qui le suivent. Le test comportemental « reversal learning », nécessite une diminution contrôlée de la prise alimentaire afin de motiver l’animal (restriction légère ; perte de poids < 10%, 1er point limite ; paramètre suivis dans le cadre du plan de surveillance du bien-être animal). La perfusion transcardiaque est faite sous anesthésie terminale sans perception consciente de la douleur. Les nuisances associées seront limitées à la phase précédant l’anesthésie i.p. (kétamine/xylazine). La dernière nuisance concerne les prélèvements sanguins veineux qui seront effectués sous anesthésie volatile générale (Isovet 5% puis 3%) à différents endroits (rétro-orbitaire, linguale et caudale). La répétition des actes expérimentaux et la sommation des différentes nuisances (hébergement individuel, alcoolisation, injections répétées, restriction alimentaire, prélèvements sanguins) justifient le classement de l’ensemble des procédures proposées dans la catégorie de sévérité « sévère », malgré le caractère léger à modéré de certaines nuisances prises individuellement.
Devenir
6144 animaux seront utilisés pour réaliser ces études. Parmis ces animaux : 4608 mis à mort pour des études post-mortem et 1536 qui pourront être replacés (avec vérifiation de la bonne santé de l'animal) ou mis à mort pour des études post-mortem
Remplacement
Le projet se propose d’étudier les effets d’une alcoolisation volontaire et l’efficacité d’un traitement novateur à l’aide de substances psychédéliques. Ce projet ambitionne d’investiguer ces effets du niveau moléculaire au niveau comportemental en incluant un aspect semi-intégré au niveau des réseaux de neurones fabriquant la plasticité nécessaire aux comportements évalués. De par sa construction scientifique basé sur des modèles pertinents d’alcoolisation puis de l’analyse de comportements spontanés, nécessitant des animaux vigiles, et dans le but de faire le lien fonctionnel et causal entre les deux aspects, il est impossible d’utiliser des méthodes de remplacement telle que des cultures de cellules 2D ou 3D ou des organes isolés puisque le modèle de cerveau isolé n’existe pas.
Réduction
Le nombre d'animaux nécessaire à une analyse statistique correcte pour chacune des expériences a été estimé sur la base de nos précédentes études utilisant les mêmes modèles de consommation d'alcool et en tenant compte de la variabilité interindividuelle observée en electrophysiologie, neuranatomie, neurochimie, et comportement. Aucun test statistique a priori n’a été utilisé pour déterminer la taille des groupes après traitement aux psychédéliques étant donné que nous ne pouvons pas anticiper la taille de l'effet des molécules que nous allons tester. Le déroulement du projet nous impose de valider un groupe contrôle par substance psychédélique testée puisque nous ne pouvons pas les tester toutes ensemble sur un même animal. Par ailleurs et par expérience, il est parfois possible d’identifier des effets significatifs et pertinents avec un nombre d’animaux inférieur à celui estimé théoriquement. C’est le cas notamment pour certaines études électrophysiologiques ou neuroanatomiques. Cette prise en compte nous permettra, lorsque cela sera possible, de réduire le nombre d’animaux par groupe par rapport à nos prévisions.
Raffinement
A leur arrivée, afin de réduire toutes formes de stress et de souffrance, tous les animaux seront manipulés de manière douce et répétée (5 fois /semaine, 1 fois/j) de la part du personnel engagé sur le projet afin de les habituer à la présence et odeur du manipulateur. Le personnel appliquera toutes les mesures appropriées définies dans le programme de bien-être animal, incluant la surveillance renforcée des animaux, la mise en œuvre des pratiques d’atténuation de la douleur, ainsi que l’enregistrement systématique de tout événement pouvant affecter le bien-être. Cette application garantit que les procédures expérimentales sont réalisées dans le strict respect des recommandations éthiques et réglementaires. Chaque animal aura une fiche de bien-être remplie quotidiennement (évaluation de l’état de bien-être). Si un animal est en souffrance ou présente des signes de dégradation (poil hirsute, œil qui pleure…), le personnel améliorera la santé et l’environnement immédiat de l’animal par des gestes simples et de bon sens (par exemple, réhydratation par voie orale à l’aide de pipettes, assurer un accès facilité à la nourriture en posant des croquettes sur la litière ou en humidifiant de l'aliment en poudre par une solution glucosée à 5% etc.). Le raffinement des cages consistera en une litière foisonnante pour le nid et un tube en carton pour l’abri. Les cages sont placées sur des portoirs ventilés (air humidifié) assurant des contacts visuels, auditifs et olfactifs (encore plus lors des changes par exemple) entre eux, permettant un hébergement individuel partiel. De même, lors des inhalations de vapeurs d’alcool, les animaux gardent un contact olfactif et auditif avec leurs congénères même si le contact visuel est diminué.
Choix des espèces
Afin d’étudier les effets de comportements d’addiction liés à une consommation d’alcool ainsi que les comportements associés (apprentissages, anxiété), les études seront menées chez le rat. Cette espèce, comparativement à d’autres comme la souris, présentent des résultats plus reproductibles avec des patterns de consommation idéaux (i.e., suffisamment importants) et stables pour modéliser et donc étudier la maladie. Les rats seront adultes (4 à 6 mois), ce qui permettra de travailler sur un système cérébral stable car mature, qui n’évoluera pas sur la durée des expériences.
Évaluation préclinique de méthodes de transfert de gènes in vivo dans des modèles de souris pour l’immunothérapie cellulaire
- Recherche appliquée
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Troubles nerveux
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système immunitaire
- Système nerveux
- Système respiratoire
Toutes tuées à l'issue pour des analyses post-mortem, 2 649 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Des cellules tumorales humaines leur sont implantées dans une veine, dans l'abdomen, dans le cerveau ou dans l'œil, ces deux dernières localisations sous anesthésie générale de vingt à trente minutes, puis la tumeur est suivie par imagerie une à deux fois par semaine. Le porteur annonce, selon la localisation, des troubles de la coordination et de la posture, une inflammation de l'œil ou une gêne respiratoire quand la tumeur comprime les tissus voisins. Ces souris ont été rendues immunodéficientes puis greffées avec un système immunitaire humain, et le RNT range les retombées attendues du côté de la recherche translationnelle et du "développement industriel de nouvelles stratégies thérapeutiques".
Objectifs
Les traitements qui utilisent les propres cellules de défense du patient pour attaquer les cellules cancéreuses ont déjà permis d’importants progrès, notamment contre certains cancers du sang. Ces thérapies, dites « personnalisées », reposent sur la reprogrammation des cellules immunitaires afin qu’elles reconnaissent spécifiquement les cellules malades. Leur fabrication reste cependant complexe : elle nécessite de prélever les cellules du patient, de les modifier en laboratoire, puis de les réinjecter, ce qui prend du temps et coûte cher. Ce projet explore une approche plus simple : faire en sorte que cette reprogrammation ait lieu directement dans l’organisme grâce à l’administration d’un produit porteur d’instructions génétiques. Ce produit, appelé vecteur thérapeutique, agit comme un messager qui délivre les informations nécessaires aux cellules de défense pour qu’elles apprennent à reconnaître les cellules cancéreuses. Les essais seront menés chez la souris, dans des modèles reproduisant certaines fonctions du système immunitaire humain. Ces modèles permettent d’étudier la faisabilité et la sécurité de l’approche dans un environnement vivant. Les tests concerneront différents types de cancers, notamment du sang, du cerveau et de l’œil. Objectif général : évaluer la possibilité de déclencher directement dans l’organisme la production de cellules de défense capables d’éliminer les cellules cancéreuses, afin de préparer de futures applications en immunothérapie.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à valider des vecteurs thérapeutiques (=plateformes de transfert génétique) capables de reprogrammer directement les cellules immunitaires dans l’organisme, sans passer par les étapes complexes de fabrication en laboratoire propres aux immunothérapies cellulaires traditionnelles. En supprimant le besoin de prélèvement, de modification ex vivo et de réinjection des cellules du patient, ces approches pourraient transformer l’accès aux thérapies personnalisées. Les approches évaluées dans ce projet pourraient permettre une administration plus simple et plus rapide, sans étape préalable de préparation personnalisée, et s’adapter à différents contextes cliniques, y compris dans des environnements où l’accès aux thérapies avancées est limité. Les plateformes évaluées dans ce projet pourraient permettre une administration rapide, potentiellement « à la demande », sans conditionnement préalable, et s’adapter à différents contextes cliniques, y compris dans des environnements où l’accès aux thérapies avancées est limité. À court terme, les expériences menées sur des modèles de souris reproduisant certaines fonctions du système immunitaire humain permettront de mieux comprendre la distribution, l’efficacité et la tolérance de ces vecteurs dans l’organisme.À court terme, les expériences menées dans des modèles de souris humanisées permettront de mieux comprendre la distribution, l’efficacité et la tolérance de ces vecteurs in vivo. Ces données bénéficieront à la recherche translationnelle et au développement industriel de nouvelles stratégies thérapeutiques.
Procédures
Dans un premier groupe, les souris éveillées (vigiles) sont injectées une ou deux fois dans le sang (geste de quelques secondes). Un à deux jours plus tard, elles reçoivent une injection unique en quelques secondes (sur animal vigile). Des prises de sang ponctuelles (moins de dix secondes) sont réalisées sur les animaux vigiles Dans un second groupe, des cellules sont injectées aux animaux vigiles soit dans une veine, soit dans l’abdomen (geste très rapide). Dans un troisième groupe, des cellules sont injectées soient dans le cerveau soit dans l’œil des animaux. Ces gestes sont réalisés sous anesthésie générale et durent environ 20 à 30 minutes. Une semaine à dix jours plus tard, les animaux des groupes 2 et 3, reçoivent deux injections à 24h d’intervalle (sur animal vigile durée de chaque geste inférieur à 10 sec). La croissance de la tumeur est ensuite suivie une à deux fois par semaine à l’aide d’images prises sous une courte anesthésie de quelques minutes. Des prises de sang ponctuelles peuvent également être nécessaires (sur animal vigile durée du geste inférieur à 10sec).
Impact sur les animaux
Les animaux utilisés dans ce projet recevront des injections contenant du matériel génétique destiné à modifier certaines cellules de défense. Ces injections, réalisées par voie intraveineuse, sont habituellement bien tolérées et ne provoquent qu’une gêne passagère au point d’injection. Dans de rares cas, une réaction plus marquée peut survenir, se traduisant par une baisse d’activité, une perte de poids ou une inflammation au point d’injection. Dans certaines expériences, des cellules tumorales humaines seront implantées afin d’étudier la réponse du système immunitaire. La croissance de ces tumeurs pourra entraîner différents signes selon leur localisation. Lorsque la tumeur se développe dans le sang ou dans plusieurs organes, les animaux peuvent présenter une perte de poids ou une baisse d’activité en fin de suivi. Dans les modèles de tumeur cérébrale, des troubles de la coordination ou de la posture peuvent apparaître. Dans les modèles oculaires, l’augmentation du volume tumoral peut provoquer une gêne visuelle ou une inflammation de l’œil. Dans les modèles localisés dans d’autres organes, une gêne abdominale ou respiratoire peut survenir si la tumeur comprime les tissus voisins. Les produits testés ont été choisis pour leur bonne tolérance dans des études antérieures. Des réactions transitoires, telles qu’une légère baisse d’activité ou une perte de poids temporaire, peuvent toutefois survenir.
Devenir
Les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem
Remplacement
Avant tout essai chez l’animal, les vecteurs thérapeutiques de transfert génétique envisagées dans ce projet seront testées sur cellules humaines en laboratoire (in vitro). Ces essais permettront d’évaluer leur efficacité, leur capacité de ciblage, et leur absence de toxicité directe. Cependant, ces modèles in vitro ne peuvent pas reproduire les conditions biologiques d’un organisme vivant, comme la distribution dans tout le corps, la complexité des interactions cellulaires ou la réponse immunitaire intégrée. L’objectif de ce projet est d’évaluer, dans un environnement plus proche de la réalité humaine, la capacité de ces vecteurs thérapeutiques à reprogrammer des cellules immunitaires directement dans l’organisme. Ces approches nécessitent un système vasculaire fonctionnel et un environnement immunologique actif, qui ne peuvent être reproduits qu’in vivo.
Réduction
Le projet a été conçu pour limiter au maximum le nombre d’animaux tout en garantissant des résultats fiables. Des outils d’imagerie non invasifs permettent de suivre l’évolution des tumeurs et des cellules modifiées chez les mêmes animaux tout au long de l’étude. Cela évite des prélèvements intermédiaires et réduit le nombre total d’animaux nécessaires. Les analyses réalisées après la fin de l’expérience combinent plusieurs approches sur les mêmes tissus, afin d’obtenir le plus d’informations possible pour chaque animal
Raffinement
Plusieurs mesures sont mises en place dans ce projet pour limiter les nuisances sur le bien-être animal et garantir une surveillance attentive tout au long des protocoles. À leur arrivée, les animaux bénéficient de quelques jours d’acclimatation afin de s’habituer à leur environnement. Les gestes nécessitant une grande précision, comme les injections dans le cerveau ou dans l’œil, sont réalisés sous anesthésie générale. En revanche, les injections réalisées dans la veine ou dans la cavité abdominale (pour l’administration de cellules immunitaires ou tumorales) ne nécessitent pas d’anesthésie. Elles sont effectuées en contention douce afin de réduire le stress ressenti par l’animal. Des soins sont prodigués avant et après les interventions pour prévenir toute douleur ou inconfort : maintien de la température corporelle pendant et après l’acte, surveillance rapprochée, et alimentation hydratante jusqu’à la récupération complète après anesthésie. Les animaux sont suivis quotidiennement pendant les périodes critiques, notamment les deux semaines suivant les injections de vecteurs thérapeutiques, y compris les week-ends et jours fériés. En dehors de ces phases à risque, le suivi est assuré à une fréquence adaptée à l’état des animaux, conformément aux recommandations éthiques et vétérinaires. En cas de réaction légère, des soins de soutien (réhydratation, alimentation enrichie) sont proposés. Si des signes de souffrance plus marqués apparaissent ou s’aggravent, l’animal est retiré de l’étude et une euthanasie indolore est pratiquée pour éviter toute douleur prolongée.
Choix des espèces
La souris est l’espèce la plus utilisée en recherche biomédicale car elle offre un bon compromis entre la pertinence scientifique et le respect du bien-être animal. Sa petite taille, sa biologie bien connue et la disponibilité de nombreux outils génétiques permettent de mener des études fiables en appliquant rigoureusement les principes de réduction et de raffinement des procédures. Dans ce projet, des souris dites “humanisées” sont utilisées : elles possèdent un système immunitaire humain, ce qui permet d’étudier des traitements ciblant des cellules humaines dans un organisme vivant. Ce modèle de souris humanisée est reconnu comme l’un des plus pertinents pour les études d’immunothérapie car il permet de répondre à la question scientifique dans des conditions expérimentales bien contrôlées, tout en respectant les principes éthiques des 3R (Remplacement, Réduction, Raffinement). L’utilisation de la souris réduit le nombre d’animaux nécessaires grâce à des méthodes de suivi non invasives et permet d’appliquer des mesures de raffinement limitant la douleur et le stress. Les souris seront utilisées à l’âge adulte, entre 8 et 16 semaines, afin qu’elles aient terminé leur croissance et présentent un état physiologique stable. Ce stade correspond au jeune adulte et permet d’éviter les variations liées à la croissance ou au vieillissement. Bien que ces animaux soient immunodéficients, leur utilisation à ce stade garantit de meilleures conditions pour la greffe de cellules humaines et la mise en place d’un modèle humanisé fiable. Des groupes d’animaux d’âge similaire seront utilisés pour chaque protocole afin de limiter la variabilité expérimentale.
Etude de l’effet d’expositions pré- et postnatales aux champs électromagnétiques radiofréquences du téléphone portable 5G sur le développement et sur la sociabilité chez le rat
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
Exposées jusqu'à 22 heures par jour aux ondes de la 5G à partir du septième jour de gestation, 76 rates sont hébergées seules pendant onze à dix-huit jours d'affilée, puis réunies avec leur portée. Les ratons naissent sous exposition et la subissent jusqu'à leur 80e jour de vie. Du premier au vingt-et-unième jour ils passent des tests sensori-moteurs, puis des tests de sociabilité, de cognition et de coordination locomotrice pouvant durer une heure par jour, avec des animaux stimulus non exposés. Le porteur indique que l'exposition pourrait provoquer des malformations, des retards de croissance et des signes comportementaux anormaux. Au total 1 198 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tués à des temps précis de leur développement pour des analyses ex vivo.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer l’impact d’expositions aux champs électromagnétiques radiofréquences liés aux télécommunications, notamment à la fréquence de la 5ème génération de téléphone portable, sur le développement précoce, la sociabilité et la cognition chez le rat. L’étude portera sur des animaux exposés durant la gestation jusqu’à l’âge adulte, et évalués du début de leur vie postnatale jusqu’à l’âge adulte.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à apporter des éléments de réponse aux questions scientifiques et aux préoccupations sociétales relatives aux effets potentiels des expositions précoces aux champs électromagnétiques radiofréquences sur le développement du système nerveux.
Procédures
Observations cliniques et pesées (5 min) : au moins tous les 2 jours, au maximum tous les jours. Hébergement individuel des 76 femelles gestantes : dès leur réception, environ 3e et 10ᵉ jour de gestation jusqu’à la mise bas (11 et 18 jours en continu) pour respectivement les procédures 1 er 2. Exposition aux champs électromagnétiques radiofréquences (jusqu’à 22h/jour) : tous les jours durant au maximum 3 mois, du 7ème jour de gestation à 80 jours après la naissance ; placement des cages d’hébergement dans la chambre d’exposition et exposition. Observation de la croissance physique et tests sensori-moteurs (5 min) : du 1er au 21ème (sevrage) jour de vie postnatal ; manipulation des animaux pour les observer et les positionner pour les tests. Test de sociabilité, et évaluation des fonctions cognitives et de la coordination locomotrice (jusqu’à 1h/jour) : 1 fois/âge/test d’intérêt ; manipulation des animaux pour les positionner pour les tests.
Impact sur les animaux
De manière générale, la manipulation des animaux lors des examens cliniques et des tests comportementaux peut provoquer un certain niveau de stress, susceptible d’influencer leurs réactions à la préhension ainsi que leur activité. La manipulation des ratons, l’ajustement des portées et les éventuelles adoptions impliqueront un stress pour les mères pouvant impacter le développement de leur descendance. Par ailleurs, l’exposition aux champs électromagnétiques radiofréquences pourrait entraîner des effets systémiques pouvant occasionner de la souffrance. Des malformations, des retards de croissance et des signes cliniques anormaux, notamment comportementaux, pourront alors être observés.
Devenir
Tous les rats seront mis à mort à des temps précis de leur développement pour réaliser des analyses ex vivo et conclure sur le niveau de risque de l’exposition aux champs électromagnétiques radiofréquences pour leur santé.
Remplacement
Pour ce qui est du remplacement, les approches cliniques, in vitro et in silico, par leurs limitations éthiques et techniques, ne peuvent pas répondre seules au questionnement concernant l’impact des expositions aux champs électromagnétiques radiofréquences sur le développement sensoriel et moteur précoce, la sociabilité, et la maturation des fonctions cognitives et locomotrices, nécessitant de fait le recours aux études in vivo.
Réduction
Au plan de la réduction, plusieurs paramètres biologiques seront évalués sur un même animal, permettant ainsi de minimiser le nombre de rats utilisés. Les échantillons collectés après la mort seront exploités pour l’analyse de plusieurs marqueurs biologiques d’intérêt fortement questionnés dans le cadre de l’étude des effets des champs électromagnétiques radiofréquences. Le nombre d’animaux qui sera utilisé a été déterminé sur la base de l’effectif minimum nécessaire pour mettre au point les protocoles de test adaptés à l’évaluation de paramètres développementaux chez le rat et de les appliquer à l’étude des effets de l’exposition précoce à des champs électromagnétiques radiofréquences. Il a été établi à partir des données bibliographiques disponibles sur des études antérieures d’intérêt réalisées chez l’animal qui permettront une analyse statistique robuste et une extrapolation pertinente des résultats à l’homme. Des tests appropriés au traitement de chaque type de données et à leur distribution seront utilisés pour les comparer et ainsi évaluer les effets de l’exposition aux champs électromagnétiques radiofréquences.
Raffinement
Dans le cadre du raffinement des conditions expérimentales, chaque animal fera l’objet d’une observation quotidienne et sera pesé au minimum tous les deux jours. Les conditions d’hébergement seront enrichies afin de favoriser le bien-être et l’expression des comportements naturels. Les femelles gestantes seront hébergées individuellement, puis avec leur portée après la naissance. À partir du sevrage, les jeunes seront hébergés par sexe et par groupe, afin de favoriser leur socialisation. Un fond sonore musical sera diffusé en journée pour les habituer progressivement aux bruits associés aux manipulations et ainsi réduire le stress lié aux interventions expérimentales. Du matériau leur permettant de nidifier et des bâtons en bois à ronger seront disposés dans les cages d’hébergement, pour contribuer au comportement maternel, à l’enrichissement cognitif et au bien-être général des animaux. Des mesures complémentaires de raffinement concerneront la stabulation et la manipulation. Des points limites ont été définis pour détecter précocement tout signe de douleur ou de détresse. Pour chacun de ces critères, des actions correctives adaptées ont été prévues, en cohérence avec les paramètres étudiés, afin d’assurer le suivi attentif et le bien-être optimal des animaux.
Choix des espèces
Le rat est un animal de référence pour les études de toxicologie. En particulier, ses systèmes neurobiologiques et physiologiques ont été largement étudiés en laboratoire. Il existe une documentation très complète dans le domaine, dans la littérature et les ouvrages spécialisés. Ces recherches ont été effectuées majoritairement chez le rat. Dans un souci de comparer les données de ce projet avec les résultats obtenus précédemment concernant les effets des champs électromagnétiques radiofréquences sur les fonctions cérébrales, nous avons choisi d’utiliser la même espèce. Dans un 1er temps, des femelles avec leur portée, et des juvéniles et des adolescents seront exposés à des champs électromagnétiques radiofréquences et testés au plan comportemental pour mettre au point les conditions d’essai pertinentes à tester. Dans un 2ème temps, des femelles seront exposées aux champs électromagnétiques radiofréquences d’intérêt définis, durant la gestation jusqu’au sevrage, et leurs descendants du sevrage jusqu’à l’âge adulte. Ceux-ci seront évalués à quatre stades clés de leur développement : néonatal, juvénile, adolescent et adulte, au plan de leur croissance physique, développement neuromoteur, sociabilité et maturation des fonctions cognitives. Pour réaliser les tests de sociabilité aux stades juvénile et adolescent, des animaux stimuli, non exposés, seront utilisés en complément.
Étude du rôle du récepteur MCHR2 dans la régulation du comportement alimentaire
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
Enfermées seules cinq jours dans une cage d'analyse métabolique et soumises à une injection unique, 384 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes seront tuées, le porteur jugeant que l'injection, l'isolement et leur génotype les rendent inutilisables ailleurs. Le projet cherche à préciser le rôle d'un second récepteur de la molécule MCH, ajouté par modification génétique pour imiter la situation humaine, dans le contrôle de l'appétit. Le contenu de l'injection n'est pas indiqué, pas plus que les points limites retenus, dont le porteur écrit seulement qu'ils ont été établis.
Objectifs
La prévalence de l'obésité s'accroit de façon alarmante en France et dans le monde, provoquant de nombreuses maladies (diabètes, maladies cardiovasculaires, cancers) et augmentant le risque de complications lors d'infections. Parmi les causes identifiées chez l’Homme, on note un dérèglement du contrôle de l'appétit au niveau du système nerveux central. Il a été montré chez le rongeur que la molécule MCH est un régulateur essentiel du comportement alimentaire. Alors qu’il existe un seul récepteur pour cette molécule chez les rongeurs, il en existe deux chez l’Homme. Nous avons donc développé un modèle de souris possédant un deuxième récepteur tel qu’il existe chez l’Homme, afin de mieux explorer comment ils fonctionnent. Ce projet fait suite à un projet précédent, dont l’objectif principal était d'identifier la contribution de ces molécules dans le comportement alimentaire et les maladies métaboliques dues à l'obésité, en utilisant différentes approches (études métaboliques et utilisation d’outils pharmacologiques). Au cours de ce projet, nous avons pu optimiser le protocole d’analyse du comportement alimentaire et de la dépense énergétique et nous avons identifié à la fin de celui-ci un nouvel outil pharmacologique performant. L’objectif du projet présenté ici est d’utiliser ce nouvel outil afin de valider nos résultats précédents et ainsi nous permettre de mieux comprendre le rôle de ces récepteurs et leur interaction dans la régulation du comportement alimentaire.
Bénéfices attendus
Une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans la régulation du comportement alimentaire devrait contribuer à l'identification de nouvelles stratégies thérapeutiques dans la lutte contre l'obésité et les maladies qui lui sont associées.
Procédures
Tous les animaux (384) seront hébergés individuellement pendant une durée de 5 jours dans des cages d’analyses métaboliques et seront soumis à une seule injection (quelques secondes).
Impact sur les animaux
L'analyse de l'activité métabolique nécessite que les animaux soient hébergés individuellement pour une durée de 5 jours dans des cages spécifiques au dispositif de mesure utilisé, la privation de congénères peut engendrer un stress. Les animaux subissent également une injection après 48h dans les cages d’analyses (durée : environ 10 secondes) pouvant entraîner une douleur légère et de courte durée.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure. Le fait que les animaux aient reçu une injection, aient été hébergés individuellement ainsi que leurs caractéristiques génétiques les rendent dificilement utilisables dans d’autres projets. Par ailleurs, les expérimentations ayant lieu dans une zone de l’animalerie au statut sanitaire moins élevé que la zone dédiée à la production, empêche de réutiliser les animaux comme reproducteurs.
Remplacement
L’étude du comportement alimentaire et de la mise en place de l'obésité nécessite un système affectant simultanément plusieurs tissus (foie, graisse, pancréas, muscles et cerveau). Notre étude doit donc nécessairement se faire sur un animal dans sa globalité.
Réduction
Les animaux sont élevés au sein de notre établissement utilisateur nous limitons la production du nombre d’animaux au strict nécessaire pour leur utilisation dans les procédures. Le nombre d’animaux utilisé dans chaque procédure est calculé par analyse prédictive (calcul de puissance) afin d’utiliser uniquement le nombre nécessaire.
Raffinement
Nous travaillons en cycle de lumière inversé (allumage de 19h à 7h ; obscurité de 7h à 19h) afin de se conformer au rythme physiologique des animaux, et de réaliser les expérimentations pendant la phase active des souris. Une lumière rouge, invisible pour les souris, est utilisée pour visiter les animaux. La température est maintenue à 26°C, proche de la zone de confort thermique des souris et facilitant la régulation de leur température corporelle. Le stress subit par les animaux dans les cages métaboliques est atténué par le fait que les animaux conservent un contact visuel avec leurs congénères. Ces cages présentent une grande surface au sol et un bon niveau d'enrichissement (litière au fond de la cage, mangeoire, biberon et maisonnette suspendus) qui offrent des occasions accrues d'interaction avec l'environnement. Des points limites ont été établis et seront appliqués.
Choix des espèces
La souris est un modèle de référence dans les études métaboliques, nous pouvons donc bénéficier d’un grand nombre de ressources et de données préliminaires existantes. Pour cette étude, nous utiliserons des souris adultes âgées d’au moins 12 semaines. Ce stade de développement, déjà retenu dans notre dernier projet, a été choisi afin de permettre une comparaison directe avec les résultats obtenus précédemment.
Caractérisation d’une nouvelle lignée de souris transgénique porteuse d’une mutation responsable d’une maladie rare liée à la vitamine B12 (EU 2/2)
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système nerveux
140 souris vont être utilisées, 80 tuées dans l'établissement et 60 proposées à d'autres chercheurs ou enseignants, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger pour 20 d'entre elles et modéré pour 120. Les souriceaux sont tatoués et amputés d'un fragment de queue à huit jours, puis enchaînent huit tests comportementaux jusqu'à l'âge de trente jours. Ceux qui portent les deux copies de la mutation développent un déficit congénital en vitamine B12, des troubles cognitifs, des retards neurologiques et des malformations cardiaques, avec une espérance de vie inférieure à six mois. Le porteur qualifie pourtant l'amputation de la queue de geste "aucunement douloureux" et écrit que le stress des tests s'arrête dès le retour en cage.
Objectifs
Une nouvelle maladie liée à la vitamine B12 a été découverte en Europe et aux États-Unis. Elle s’appelle la « pathologie épicobalamine C ». Elle peut causer des problèmes graves chez les nouveau-nés, comme des troubles du cœur, une anémie (manque de globules rouges) et des problèmes neurologiques (liés au cerveau et aux nerfs). Cette maladie est due à un problème causé par un gène voisin de celui impliqué dans l’utilisation de la vitamine B12, c’est donc un effet indirect. Les scientifiques ne savent pas encore exactement pourquoi cela arrive chez l’humain, mais ils pensent que cela pourrait être lié au stress (comme le stress oxydatif). En 2024, des souris génétiquement modifiées ont été créées pour reproduire cette maladie. En 2025, des scientifiques en France ont commencé à élever ces souris pour observer leurs symptômes (comportement, cœur, sang, cerveau, etc.). Les souris porteuses de la maladie sont croisées entre elles pour obtenir des petits avec ou sans la maladie. Certaines souris recevront un traitement pour « réparer » le gène défectueux et voir si leurs symptômes disparaissent. Cette étude, menée en collaboration entre deux établissements utilisateurs situés sur le même campus, aidera à mieux comprendre la maladie et à trouver des solutions pour les humains touchés.
Bénéfices attendus
Les bénéfices sont la compréhension du dysfonctionnement provoquée par la mutation et la découverte de cibles thérapeutiques qui permettraient d'améliorer la prise en charge des patients. Les animaux porteurs des 2 exemplaires de la mutation traités avec le médicament devraient retrouver un aspect et un comportement normal, sans altération du métabolisme de la vitamine B12.
Procédures
Une partie des femelles gestantes (5 souris) sera traitée avec un médicament à faible dose administré par ingestion volontaire grâce à un mélange alimentaire avec du lait concentré sucré, très appétissant pour les souris, afin d’induire la recombinaison génique chez les embryons. Cette prise alimentaire du médicament ne durera quelques secondes. Le tatouage et le prélèvement d'un petit bout de queue chez les souris âgées de 8 jours (120 souris) sont réalisés en moins de 2 minutes afin de procéder à l'identification des souris. L’enchainement des 8 tests comportementaux sera réalisé tout au long de la vie des souriceaux dès l’âge de 8 jours et jusqu’à 30 jours, et chaque test ne dure que de 2 à 5 minutes maximum. Ces tests sont basés sur une observation des animaux (66 souris) libres de leur déplacement afin de tester leurs capacités d'apprentissage, de mémorisation, de coordination locomotrice et d'interactions sociales.
Impact sur les animaux
Les souris homozygotes mutants portant l’épimutation étudiée du gène Prdx1 ont un phénotype proche de celles déficientes pour le gène MMACHC, une souche que nous avons déjà étudiée par ailleurs. La conséquence est un déficit congénital en vitamine B12 qui induit des troubles cognitifs, des retards de développement neurologique et des malformations cardiaques, donc une fragilité physique chez les animaux d’intérêt et une espérance de vie à la baisse, inférieure à 6 mois. Par ailleurs, les souris subiront un geste invasif au moment du prélèvement tissulaire d’un fragment distal de queue (
Devenir
Tous les animaux de ce projet seront utilisés afin de générer un effectif suffisant pour permettre de réaliser l'étude expérimentale qui sera basée sur l'utilisation d'animaux porteurs des deux exemplaires de la mutation. Les souris dites hétérozygotes (un seul exemplaire de la forme mutante et non mutante) issus des différents croisements et présentant un génotype sans intérêt pour l'étude, seront proposées à d'autres chercheurs et enseignants pour un replacement éventuel. Toutes les autres souris (femelles génitrices, descendants présentant les 2 exemplaires mutants ou non mutants) seront étudiées et mises à mort dans l'établissement utilisateur.
Remplacement
Les études humaines in vitro sur cultures cellulaires ont donné des informations sur les mécanismes moléculaires liant les mutations entre les 2 gènes d'intérêt mais ne permettent d’établir un lien clair entre stress cellulaire et déclenchement ou maintien de ces mutations, ni d’en comprendre les conséquences physiopathologiques. Ainsi, les études nécessitent un modèle in vivo intégrant les dimensions métaboliques, comportementales, inflammatoires et hormonales. A ce jour, aucune approche in vitro ou in silico ne permet de reproduire ces interactions de manière fonctionnelle et intégrée. Une approche sur animal entier est donc indispensable pour étudier ces mécanismes dans leur globalité
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaire aux phases expérimentales suivantes est déterminé à l’aide d'un logiciel spécialisé en tenant compte de différents facteurs afin de déterminer les effectifs nécessaires et suffisants pour obtenir des données statistiques fiables. Les souris mutantes auront un comportement et un métabolisme bien différent des autres, ce qui nous indique qu'un effectif de 11 animaux par groupe d'étude sera nécessaire. Ainsi, en se basant sur des portées de 6 souris, 5 femelles gestantes traitées avec du tamoxifène devraient suffire pour générer 11 mâles et 11 femelles qui ne devraient plus avoir la mutation grâce au traitement tamoxifène (100% de la portée), tandis que 15 femelles gestantes sans traitement tamoxifène généreront 11 mâles et 11 femelles mutants et 11 mâles et 11 femelles non mutants. Ce protocole expérimental impliquera donc 20 génitrices (5+15) et 120 descendants (30+90).
Raffinement
Les souris sont élevées et manipulées dans un établissement utilisateur d’animaux à des fins scientifique ayant un statut sanitaire bien contrôlé. Le transport des animaux entre les deux EU se fait à pied car les établissements sont situés sur le même campus, à quelques dizaines de mètres de distance. Les cages sont placées dans des sacs noirs isothermes, et en période de froid (température inférieure à 15°C), deux blocs chauffants sont placés dans le sac afin de maintenir une chaleur suffisante pendant la durée du transport (moins de 5 minutes). Le traitement au tamoxifène sera réalisé grâce à une prise volontaire des souris en diluant ce produit dans du lait concentré. Pendant la gestation les souris seront pesées 2 fois par semaine pour suivre l’augmentation du poids corporel et la bonne santé de l’animal. Chez les descendants, la biopsie d’un fragment de queue sera réalisée selon une méthode éprouvée, précise, rapide et standardisée qui limite les effets indésirables stress/douleurs, couplée à une anesthésie locale au moment du prélèvement. Les animaux seront ensuite surveillés quelques minutes pour vérifier la reprise d’une activité motrice normale. A l’issue de chaque test comportemental, les souris retournent dans leur cage d’élevage en présence de leurs congénères et sont laissées quelques minutes sous la surveillance de l’expérimentateur afin de contrôler leur bon état de santé (motricité, exploration, interactions). Des points limites ont été fixés en accord avec la structure chargée du bien-être animal afin de garantir la préservation du bien-être animal tout au long du protocole.
Choix des espèces
Ce projet nécessite la génération et la gestion d’un modèle murin génétiquement modifié porteur d’une séquence humaine qui n’existe pas chez la souris. La souris constitue l’espèce modèle de référence pour ce type d’approche, en raison de sa facilité de reproduction, de la disponibilité d’outils génétiques adaptés et à la validation internationale des protocoles métaboliques et comportementaux. L’utilisation d’un modèle portant la séquence mutante est indispensable pour reproduire le contexte génétique observé chez l’humain et évaluer ses conséquences physiopathologiques. La lignée utilisée ici a été spécifiquement développée pour reproduire le contexte génétique humain de façon ciblée. Les adultes reproducteurs seront utilisés à maturité sexuelle (8 semaines d’âge) pour réaliser les accouplements nécessaires à la production des portées expérimentales tout au long du projet. Les mutations seront recherchées à l'âge de 8 jours, à partir d’un prélèvement de queue , puis sevrés à J21, avec un suivi du comportement à l'âge de 3 jours jusqu'à 30 jours, puis finalement mis à mort à l'issue de ces tests.
Étude de l’impact de stress juvéniles sur l’activité sécrétoire du plexus choroïde via la production de protéines de fusion endogènes
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour mesurer ce qu'une infection simulée pendant la gestation et trois semaines d'isolement à l'adolescence font au cerveau, 1 392 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Certaines subissent une injection stéréotaxique dans le cerveau d'une heure ou un prélèvement de liquide cérébrospinal de vingt minutes. D'autres enchaînent les tests, trente minutes de locomotion, dix minutes pour l'anxiété, vingt minutes d'interaction sociale, huit minutes pour la dépression, vingt minutes de stéréotypie et six minutes de cognition. L'isolement de trois semaines constitue la procédure elle-même, et le porteur annonce en parallèle des cages enrichies pour rendre l'environnement plus apaisant, pour des bénéfices qui se limitent à mieux comprendre les mécanismes en jeu.
Objectifs
L'infection virale pendant la grossesse et l'isolement chronique pendant l'enfance sont des stress qui ont un impact sur le développement du cerveau et sont des facteurs de risques pour certaines maladies psychiatriques. Ces stress peuvent impacter des protéines sécrétées dans le liquide cérébrospinal qui régulent la plasticité du cerveau. Ce projet vise à quantifier l’impact de ces stress sur le comportement animal, la régulation immunitaire et l’activité sécrétoire des plexus choroïdes (qui produisent le liquide cérébrospinal). Ce projet étudiera également les différences liées au sexe. L'analyse du comportement des animaux adultes permettra d'évaluer la socialisation, la stéréotypie (répétition persistante d'un acte), la régulation sensorimotrice, la cognition et les phénotypes liés à l'anxiété.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes à l'origine des symptômes neurologiques liés aux infections virales subis pendant le développement embryonnaire et le stress subis pendant la petite enfance. Il permettra de suivre la localisation subcellulaire de protéines ciblées dans le plexus choroïde, la sécrétion de ces protéines dans le liquide cérébrospinal et leur distribution dans le cerveau. Ce projet vise à corréler l’effet cumulé de deux stress sur le comportement animal, la régulation immunitaire et l’activité des plexus choroïdes et vise à étudier les différences liées au sexe dans le développement des pathologies neurologiques.
Procédures
Une injection intrapéritonéale sera réalisée sur animaux gestantes et vigiles ; la procédure dure environ 1 minute en moyenne et sera effectuée une seule fois. Certains animaux seront hébergés en isolement pendant 3 semaines. Une prise de sang sera effectuée sur des animaux anesthésiés ; la procédure dure environ 1 minute en moyenne et sera effectuée une seule fois. Certains animaux seront soumis à un seul test de locomotion qui dure 30 minutes. Certains animaux seront soumis à un seul test qui évalue le niveau d'anxiété et dure 10 minutes. Certains animaux seront soumis à un seul test d’interaction social qui dure 20 minutes. Certains animaux seront soumis à un seul test qui évalue le niveau de dépression et dure 8 minutes. Certains animaux seront soumis à un seul test de stéréotypie qui dure 20 minutes. Certains animaux seront soumis à un seul test cognitif qui dure 6 minutes. Une injection stéréotaxique intracérébrale sera effectuée sur des animaux anesthésiés ; cette procédure chirurgicale dure environ 1 heure et sera effectuée une seule fois. Certains animaux seront soumis à une injection dans la veine de la queue ; la procédure dure environ 30 secondes et sera effectuée une seule fois. Un prélèvement de liquide cérébrospinale sera effectué sur des animaux anesthésiés ; cette procédure dure environ 20 minutes et sera effectuée une seule fois.
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, ceci pouvant se traduire par une activité/mobilité réduite, une posture voûtée, une hyperactivité, et des difficultés respiratoires. Une injection intrapéritonéale ou prise de sang peut induire un stress et une douleur légère et de courte durée.
Devenir
A l’issue de chacune des procédures, les animaux seront mis à mort et leur cerveau sera collecté afin de permettre des analyses histochimiques ou biochimiques.
Remplacement
Nos recherches sur la sécrétion de protéines du plexus choroïde et de la distribution de protéines via le liquide cérébrospinal à la suite d’effets du stress sur la plasticité du cerveau nécessitent des modèles de souris. Ces expériences ne peuvent être reproduites ni in vitro, car elles dépendent d'un cerveau fonctionnel, ni sur des animaux non mammifères, car elles impliquent des analyses de comportements spécialisés.
Réduction
Nos travaux antérieurs sur des animaux soumis à des injections cérébrales suivies d’analyses nous ont permis de définir le nombre d’animaux par condition expérimentale afin d'obtenir une puissance statistique satisfaisante. Nous effectuerons plusieurs analyses sur certaines 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 jusqu'à leur réveil. Une grille de suivi est utilisée pour évaluer les points limites des animaux et des points de vigilance précoce seront utilisés pour mettre en place des actions appropriées si nécessaire. Les souris, y compris celles en isolement social, seront hébergées dans des cages avec objets d’enrichissements afin d’avoir un environnement plus apaisant. Concernant l’analyse de comportement, les animaux suivront des phases d’habituation pour certains tests afin de réduire le stress et améliorer la reproductibilité.
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 les études du développement du cerveau et des effets du stress en début de vie. Notre connaissance du modèle nous permet de réduire les conditions d'inconfort et de douleur. Il nous permet également de créer des modèles pour l'étude des pathologies humaines. Ce projet nécessite des souris âgées de 0 à 4 mois car il porte sur l'analyse de l’impact des stress juvéniles sur le cerveau et comportements adolescents et adultes.
Traitement des informations sensorielles par les neurones des noyaux thalamiques d’ordre supérieur chez la souris MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
300 souris vont être utilisées, chacune opérée une fois sous anesthésie pour une ouverture de la boîte crânienne et une injection dans le cerveau, l'intervention durant environ quatre-vingt-dix minutes. Trois semaines plus tard, elles sont tuées et leur cerveau prélevé, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur relève les risques d'hypothermie, d'arrêt cardio-respiratoire sous anesthésie, de douleur postopératoire et de perte de poids rapide, et attend de cette recherche fondamentale sur un noyau du thalamus des données qu'il présente comme utiles à la compréhension de troubles psychiatriques. Cette version du projet demande 50 souris de plus que la précédente, alors qu'il affirme utiliser mâles et femelles pour éviter d'en tuer inutilement.
Objectifs
Le thalamus, porte d'entrée du cortex, est constitué d’un ensemble de structures subdivisées sur des critères anatomiques en deux catégories : les noyaux de premier ordre et les noyaux d’ordre supérieur. Les noyaux thalamiques de premier ordre ont fait l’objet de nombreuses études. Les relations entre les neurones de ces noyaux et les autres structures cérébrales ont été bien décrites et leurs rôles dans le traitement des informations, en particulier sensorielles, sont en partie établis. En revanche, l’organisation anatomique et les fonctions des noyaux d’ordre supérieur sont très mal connues. Les neurones de ces noyaux reçoivent des informations excitatrices et inhibitrices issues de nombreuses régions cérébrales mais la manière dont ces différentes entrées sont distribuées au niveau de la cellule thalamique unique et comment elles interagissent sont à ce jour inconnues. Centré sur un noyau d’ordre supérieur lié au système somatosensoriel, le noyau postérieur médian, notre projet vise à comprendre comment ces diverses informations sont intégrées par le neurone thalamique pour aboutir à un traitement complexe sensorimotreur. MODIFICATION Afin de répondre aux objectifs scientifiques sans modifier les actes mis en œuvre, ce projet nécessite une demande de modification en cours de réalisation, impliquant une augmentation du nombre d’animaux (50 animaux supplémentaires). MODIFICATION
Bénéfices attendus
Le thalamus est une structure sous-corticale par laquelle transitent la plupart des circuits neuronaux de notre cerveau ; elle établit de multiples connexions avec les régions corticales, sous-corticales et cérébelleuses. En tant que nœud de ce vaste système, le thalamus joue un rôle central dans le traitement des données sensorielles et constitue une plaque tournante essentielle pour le traitement cognitif, tel que mise en œuvre dans la mémoire de travail, l'attention ou pendant le sommeil. Des anomalies dans le système de connectivité thalamique ont été décrites chez les patients atteints de schizophrénie, de troubles bipolaires, de troubles dépressifs majeurs et de troubles du spectre autistique. De récentes données de neuro-imagerie proposent que des altérations de la circuiterie thalamique pourraient contribuer aux symptômes et aux déficits présents chez des patients psychiatriques. L’étude de la circuiterie thalamique aurait donc une grande utilité translationnelle et transdiagnostique mais les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents à ces altérations sont peu connus. En étudiant de manière précise comment s’organise d’un point de vue fonctionnel la circuiterie thalamique, ce projet de recherche fondamentale apportera des données cellulaires et moléculaires indispensables pour répondre à ce type de question.
Procédures
Toutes les souris du projet recevront sous analgésie et anesthésie générale des injections intracérébrales afin de faire exprimer des protéines fluorescentes dans des régions spécifiques du cerveau par des techniques de biologie moléculaire. Chaque souris est opérée une fois et l'ensemble de la procédure chirurgicale, de l'induction au réveil de la souris, dure environ 90 minutes. Trois semaines après injection les protéines fluorescentes sont exprimées dans les neurones. Les souris sont alors euthanasiées sous anesthésie générale sans réveil et le cerveau est prélevé soit dans le but d'effectuer des études anatomiques, soit pour étudier les propriétés fonctionnelles des régions cérébrales d'intérêt, comme par exemple d'analyser le fonctionnement des réseaux de neurones.
Impact sur les animaux
Dans de ce projet, nous pratiquerons sur les animaux des chirurgies sous analgésie et anesthésie générale pendant lesquelles une ouverture de la boîte crânienne est réalisée afin de procéder à des injections dans une région cérébrale donnée. Les éventuels nuisances et effets indésirables à court et à long terme liés à cette chirurgie sont : i) une hypothermie, ii) un arrêt cardio-respiratoire liée à l’anesthésie, III) une douleur post-opératoire se traduisant par une apparence, une position et des comportements anormaux et iv) une perte de poids rapide.
Devenir
Toutes les souris sont euthanasiées environ 3 semaines après les injections intracérébrales. Les cerveaux sont ensuite prélevés soit dans le but d'effectuer des études anatomiques, soit pour étudier les propriétés fonctionnelles des régions cérébrales d'intérêt.
Remplacement
La complexité inhérente du cerveau impose l'utilisation de modèles animaux. Ainsi, l’étude du fonctionnement des réseaux synaptiques ne peut être abordée que par des enregistrements effectués dans un cerveau intact ou sur des préparations ex-vivo qui préservent une grande partie de la circuiterie neuronale comme les préparations de tranches de cerveau. Par ailleurs, la variété des techniques de modifications génétiques chez la souris, qui permettent de visualiser ou de cibler spécifiquement des mécanismes cellulaires ou des protéines, fait de cette espèce le modèle animal privilégié. Nous considérons donc le recours à la souris comme guidé par des considérations scientifiques, techniques et éthiques.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaire pour les différentes procédures afin d’obtenir des résultats fiables a été dimensionné en s’appuyant sur nos études antérieures. L’analyse en continue des résultats nous permettra de limiter le nombre de souris dès que les valeurs moyennes estimées par rapport à notre échantillon seront dans l’intervalle de confiance satisfaisant. 300 souris seront nécessaires. Les animaux mâles et femelles seront utilisés. Cela permet de maximiser l’utilisation des animaux et de ne pas euthanasier inutilement des souris générées dans l’animalerie. Cette démarche s’inscrit donc dans l’esprit de la règle des 3R.
Raffinement
Les animaux sont hébergés dans l’animalerie sous la supervision des soigneurs et du vétérinaire-référent. L’hébergement des animaux est réalisé conformément à la directive européenne 2010-63-EU en terme d’espace et d’environnement. Les souris sont soumises à un cycle de lumière-obscurité dans un environnement à température et hygrométrie contrôlées avec un accès ad libitum à la nourriture et à l’eau. L’anxiété des animaux est réduite par un maintien en groupe social. Les cages complètes sont changées chaque semaine. Pour l’enrichissement, un nid végétal est placé dans la cage. Après les interventions chirurgicales, le réveil des souris est étroitement surveillé. Afin de faciliter l’hydratation des croquettes humidifiées sont disposées au fond de la cage. Des analgésiques sont administrés pour gérer la douleur post-opératoire. Lorsque le réveil est complet, la souris retourne dans sa cage avec ses congénères. Une surveillance accrue journalière est réalisée pendant 5 jours suivant l’opération afin d’observer les signes potentiels d’un mal-être. Les critères absolus suivants seront observés : i) Apparence et position anormale: poil ébouriffé, perte excessive de poils, dos courbé, yeux enfoncés, couché sur le coté et hypothermie, ii) Comportements anormaux : agressivité soudaine, abattement, inactivité, vocalisation et mutilation, isolement, diminution de l’appétit et déshydratation, iii) une perte de poids rapide. Les animaux seront pesés tous les jours pendant 5 jours après le protocole de chirurgie puis 1 fois par semaine, et iv) difficulté respiratoire. Puis une surveillance quotidienne est assurée soit par l’expérimentateur soit par les zootechniciens qui préviennent le responsable du projet en cas d’anomalie. Celui-ci prend alors une décision sur le devenir de cet animal en coordination avec le vétérinaire-référent.
Choix des espèces
Le projet utilise la souris car il s’agit du modèle mammifère de référence pour les approches expérimentales nécessitant des modifications génétiques. La puissance des outils génétiques permettra de connaitre la nature des neurones, par exemple excitatrice ou inhibitrice, et d'étudier comment l'activation de ces neurones contrôle le fonctionnement des réseaux synaptiques. Les injections intracérébrales sont effectuées chez des souris âgées d'environ 6 à 8 semaines afin que le système somatosensoriel soit parfaitement mature. Les expériences anatomiques ou les enregistrements électrophysiologiques sont réalisés 3 à 4 semaines après l'injection de virus pour permettre l’expression des protéines, soit chez des souris âgées de 9 à 12 semaines.
Etude de l’impact d’une supplémentation par des oméga-3 dans la neuropathie toxique induite par le bortézomib chez le rat
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système nerveux
Jusqu'à soixante minutes d'immobilisation par test de sensibilité tactile, chaque semaine : 192 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Ils reçoivent des injections répétées de bortézomib, un anticancéreux qui provoque une neuropathie douloureuse, pour vérifier si un oméga-3 en limite les effets. Le porteur indique que l'induction de cette neuropathie constitue en elle-même une nuisance modérée qu'il juge "indispensable", et suit l'allodynie tactile et thermique, une douleur déclenchée par un stimulus normalement indolore. Le rat est retenu parce que l'équipe a déjà travaillé sur ce modèle et dispose des doses et des durées de traitement.
Objectifs
L’objectif principal de ce projet est d’étudier l'effet d'un oméga-3 sur le mécanisme toxique des neuropathies induites par un anticancéreux utilisé en clinique et d'améliorer la compréhension de l’implication d’une altération de la membrane cellulaire (impliquant aussi bien une modification de la composition en lipides qu’en protéines) dans ce mécanisme.
Bénéfices attendus
Ce projet propose d’étudier de nouvelles cibles thérapeutiques pour prendre en charge ces neuropathies pour lesquelles à ce jour la prise en charge reste très limitée en clinique. Le mécanisme sous-jacent reste encore mal élucidé et l’implication d’un remodelage membranaire potentiellement responsable des neuropathies doit être élucidé.
Procédures
Ce projet reposera sur un modèle de neuropathie chimio-induite (CIPN) chez le rat. Tous les animaux seront suivis par des tests comportementaux hebdomadaires afin d’établir l’apparition de la neuropathie et jusqu’à une semaine après la fin des injections : - évaluation de la sensibilité tactile : durée du test pour un animal de 60 minutes (max). Le test en lui-même est beaucoup plus court, mais cette durée correspond à la durée maximale de mobilisation d’un animal – évaluation de la sensibilité thermique : durée du test pour un animal 5 minutes (max). La mesure de la conduction se fera sur animal sous anesthésie permettant la pose des capteurs au niveau du nerf sciatique (3-5 min max) avant euthanasie.
Impact sur les animaux
L’induction de la CIPN chez l’animal sera une nuisance modérée à part entière, mais indispensable à la conduite de l’étude. L’induction du modèle se faisant progressivement sur une semaine, nous pouvons redouter des symptômes notables associés à une altération de son bien-être sur les quelques jours qui suivent cette induction. Les administrations répétées d’anticancéreux peuvent notamment être responsables d’une diminution du gain de poids des animaux (suivi quotidien du poids permettant un ajustement des doses ainsi que du bien-être de nos animaux). A noter que ce type d’étude ayant recours à des tests comportementaux pour suivre la CIPN nécessitent un bon état général des animaux. Un phénotypage des animaux au cours de l’induction de la neuropathie reposera sur l’évaluation des troubles du toucher et de la perception de la température au travers de tests comportementaux rapides et indolores. La mesure de la conduction nerveuse pourra être réalisée sur animal sous anesthésie gazeuse (capteurs cutanés) avant sa mise à mort.
Devenir
L'ensemble des animaux sera euthanasié à l'issue des expérimentations, après une sédation profonde et rapide. Car l’objectif sera de prélever des échantillons tissulaires du système nerveux central et périphérique afin d’étudier des anomalies retrouvées au niveau des membranes cellulaires aussi bien au niveau de la composition lipidique que protéiques (expression et localisation) pouvant expliquer l’apparition des neuropathies.
Remplacement
Ce type d'étude sur modèle animal de CIPN n'est pour le moment pas encore remplaçable par des modèles in vitro. Néanmoins, des travaux in vitro sont réalisées en parallèle sur une lignée cellulaire. Bien que ces travaux aident à compléter les connaissances sur le mécanisme lié à cette pathologie (notamment au travers de l’étude du stress oxydant), ils ne permettent pas encore d'appréhender la complexité de la physiopathologie de la neuropathie induite par les anticancéreux. Enfin, s'agissant d'étude sur la douleur, l'animal vivant est encore nécessaire pour explorer et évaluer ces troubles neurotoxiques générés par les anticancéreux au travers de tests comportementaux.
Réduction
Le nombre d'animaux nécessaire pour ce projet sera réduit au maximum. Généralement nous travaillons avec des groupes de n=12 animaux. Mais le plus souvent, nous devons fractionner les études en nombre d'animaux plus petits (pour des raisons de faisabilité des tests comportementaux) et avec une approche par bloc de traitement. Cette méthodologie peut permettre de réduire les effectifs d'animaux si par exemple avec n=6 ou 8, les résultats attendus sont significatifs.
Raffinement
Les tests comportementaux utilisés dans ce projet sont eux aussi bien maîtrisés par le personnel technique de notre unité de recherche. Les troubles nociceptifs seront explorés chez l’animal au moyen de tests comportementaux mesurant les seuils d’allodynie tactile ou thermique (stimulus non douloureux perçu comme douloureux), plutôt que des seuils d’hyperalgésie (stimulus douloureux). L’allodynie est un symptôme plus proche de la clinique humaine, et offre une démarche de raffinement et éthique vis-à-vis de l’animal de laboratoire. Le poids des animaux sera suivi régulièrement dans le cadre des administrations d’anticancéreux et permettra de contrôler la tolérance des animaux au traitement anticancéreux. Une grille de score basée sur le comportement de l’animal a été créée pour évaluer son niveau de souffrance et repérer une dégradation trop importante de son état, pouvant conduire à sa mise à mort anticipée.
Choix des espèces
Le rat est habituellement utilisé pour ces travaux portant sur les neuropathies chimio-induites (CIPN). D’autres travails antérieurs de l’équipe sur cette thématique ont eu recours à la même espèce ce qui permet de bénéficier d’une expertise et de données antérieures ainsi que du modèle de neuropathie chimio-induite (choix des doses et du temps de traitement). Enfin, le rat possède une activité et un comportement spontanée tout à fait adaptés à l’étude de la douleur au travers de tests comportementaux permettant de confirmer l’induction de la neuropathie. Les animaux auront 5 semaines à la réception à l'animalerie, et ils auront 1 semaine d'acclimatation, pour avoir un âge d’environ 6 semaines au début des expérimentations. L’âge de 6 semaines est communément choisi pour ce type de projet.
Sélection de nouvelles constructions génétiques chez le rat pour la restauration visuelle par stimulation optique ou ultrasonore.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une partie des 780 rats utilisés est aveugle, issue d'une lignée dont la rétine dégénère comme dans la rétinite pigmentaire humaine. 580 relèvent de procédures d'un niveau de souffrance léger et 200 d'un niveau modéré, tous sont tués et leurs yeux comme leurs cerveaux prélevés. Les uns reçoivent une injection dans les deux yeux, les autres une injection dans l'aire visuelle du cerveau au cours d'une chirurgie de trente minutes, suivie pour la moitié d'entre eux d'un enregistrement cérébral pouvant durer trois heures sous anesthésie. Le porteur annonce 780 rats et renvoie, pour seule justification de ce chiffre, à un calcul de puissance fondé sur des études passées.
Objectifs
La rétinite pigmentaire (RP) et le glaucome sont parmi les maladies les plus fréquentes menant à la cécité. Le développement de méthodes pouvant assurer la restauration d’une vision utile tout en couvrant cette variété de pathologies reste un défi majeur. Les stratégies de restauration visuelle par des techniques novatrices appelés optogénétiques et sonogénétique reposent sur l’expression de protéines sensibles à la lumière ou aux ultrasons, dans les structures du système visuel. Dans ce projet, nous traiterons différentes structures : la rétine et les aires visuelles du cerveau Ces nouvelles techniques sont de plus en plus utilisées aujourd’hui pour trouver denouvelles alternatives thérapeutiques et permettre de « redonner » la vision » à des patients aveugles. Pour cela nous allons tester différentes protéines photosensibles ou mécanosensibles. Ces constructions seront administrées dans les tissus cibles grace à des vecteurs non pathogènes pour l’Homme et l’animal. Nous étudierons dans ce projet l’efficacité de nos constructions dans l’activation des neurones cibles de la rétine et du cerveau .
Bénéfices attendus
En France, 0,12 pour cent de la population (80 000 personnes) souffre de cécité et 2 pour cent (1,3 million de personnes) souffre de malvoyance Notre projet comporte des stratégies d’amélioration de la thérapie au niveau de l'œil. Le but du projet étant de tenter de redonner une vue avec une acuité suffisante pour pouvoir vivre de manière autonome à l’aide de technologies innovantes. La comparaison des résultats entre stimulation lumineuse pour l’optogénétique et par ultrason pour la sonogénétique sera également un atout majeur, apportant un bénéfice direct de combiner ces tests et trouver la meilleure thérapeutique.
Procédures
Dans cette étude, nous réaliserons deux types d'interventions chirurgicales, oculaires et cérébrales. Ces interventions chirurgicales sont pratiquées sur deux groupes d'animaux différents. Elles seront réalisées comme suit : Chirurgie oculaire : injection dans l’oeil de particules sélectionnées, sous anesthésie générale et analgésie. Durée de l’intervention : 10 minutes ; une fois par animal pour les deux yeux. Études ; Observation du fond d'œil par des techniques optiques, sous anesthésie générale. Durée : 10 minutes ; jusqu’à quatre fois par animal. Chirurgie cérébrale : injection dans l’aire visuelle du cerveau de particules sous anesthésie générale et analgésie. L’intervention dure 30 minutes par animal et est réalisé une seule fois. Études ; La moitié des animaux de ce groupe subissent des enregistrements cérébraux pendant que leur cerveau est stimulé par la lumière ou le son. La durée d’une mesure est de 180 minutes (au maximum) sous anesthésie et analgésie. La mesure est réalisée une seule fois par animal, expérience.
Impact sur les animaux
La manutention des animaux peut engendrer un leger stress. Les injections peuvent engendrer une légère douleur au moment de l’introduction de l’aiguille. Il y a un léger risque d’hypothermie et de défaillance cardiovasculaire lors des anesthésies générales. Suite aux chirurgies de l’œil, il existe un faible risque d’une brève hémorragie localisée et d’inflammation de l’œil. Il existe un risque de douleur postopératoire. Suite aux chirurgies au niveau du cerveau, il existe un petit risque d’ouverture des points de suture dans les 24 heures qui suivent la chirurgie. L’animal pourra aussi éprouver de la gêne momentanée vis-à-vis de points de sutures. Tous ces risques aussi rares soit-il peuvent créer un stress physique sur les animaux et engendrer une perte de poids.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en fin de procédure. Les yeux et les cerveaux des animaux seront prélevés post mortem pour des analyses complémentaires, ce qui justifie l’euthanasie.
Remplacement
Avant de mener des expériences sur des animaux, nous testons les protéines dans des cultures cellulaires. Nous testerons préalablement nos constructions virales sur des organoïdes rétiniens in vitro. Parallèlement, nous développons une plateforme d'organoïdes rétiniens pour le criblage viral. Cependant, Les mécanismes physiologiques de diffusion des particules virales dans l’œil et le cerveau ainsi que leur pénétrance dans les tissus et la pénétrance de ces particules dans la rétine, ne peuvent être observés que dans un organe dans son ensemble. De même, les mécanismes physiologiques de diffusion des particules utilisés pour une diffusion dans le cerveau ne peuvent être observés que dans des cerveaux fonctionnels. L’utilisation de l’animal est donc indispensable dans notre étude.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit au minimum pour pouvoir obtenir suffisamment de données statistiquement significatives et atteindre l’objectif scientifique fixé ci-dessus ; il a été défini grâce a un calcul de puissance statistique se basant sur des études passées utilisant une technique similaire. Les résultats seront quant à eux analysés avec des outils statistiques adaptés. Nous prévoyons d’utiliser 780 rats
Raffinement
Les animaux en provenance de l’extérieur observeront une période d’acclimatation (minimum 5 jours). Les animaux sont hébergés dans des cages de stabulation avec enrichissement, alimentation et abreuvement à volonté. L’atmosphère est contrôlée pour les conditions d’hébergement (température et hygrométrie stable). Nous utilisons de la litière de peuplier dépoussiérée de 2 mm en vue de limiter la poussière qui pourrait etre irritante pour les yeux. Lors de la procédure d’imagerie, les animaux bénéficieront d’une anesthésie gazeuse. Pour les enregistrements d’électrorétinogramme, une anesthésie fixe et locale de la cornée sera administrée et les animaux seront placés sur une table chauffante. Les chirurgies se feront dans le respect de l’asepsie, les animaux seront maintenus sur un tapis chauffant. Ils bénéficieront d’une analgésie, d’une anesthésie générale et d’une anesthésie locale adapté aux actes. Suite à la chirurgie, le bien-etre des animaux est surveillé quotidiennement. Une signalétique indiquant le type d’intervention permet une surveillance plus adapté en fonction des actes réalisés. Des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet seront appliqués.
Choix des espèces
Nous avons choisi le rat car c’est un modèle très largement utilisé pour l’exploration de la perception sensorielle. C’est un animal qui nous permettra de tester de nombreuses combinaisons et d’obtenir des résultats prédictifs sur l’efficacité des molécules candidates. Nous avons choisi un modèle de référence de rat aveugle. Ce modèle a une dégénérescence des cellules rétiniennes comparable à celle de l’Homme dans le cas d’une rétinite pigmentaire qui nous permettra d’avoir des résultats pertinents Notre deuxième modèle est un modèle courant de rat souche commerciale, non aveugle. Les animaux commerciaux seront agés de 9 semaines, les animaux aveugles seront agés de 36 semaines au début des études. À cet age, la structure cérébrale et rétinienne sont matures, et la dégénérescence rétinienne est complète pour le modèle aveugle
Étude des récepteurs impliqués dans la plasticité et la mémoire hippocampique chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
54 souris subissent deux injections dans le cerveau au cours d'une chirurgie de quatre-vingt-dix minutes, et une partie d'entre elles une seconde opération de une à six heures sans réveil, pendant laquelle leurs neurones sont stimulés et enregistrés. 30 de ces 54 souris relèvent de procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, et toutes sont tuées à la fin pour des analyses histologiques. L'objectif tient en une phrase, déterminer quels mécanismes contribuent à la plasticité synaptique, et les bénéfices annoncés se limitent à mieux comprendre les troubles de la mémoire à plus long terme. Les seules atteintes décrites sont une douleur post-opératoire de vingt-quatre à quarante-huit heures, un stress léger lors des pesées et un stress aigu de deux secondes pendant un test comportemental que le porteur ne nomme pas.
Objectifs
La mémoire repose sur la modification des connexions neuronales dans l'hippocampe, un processus appelé plasticité synaptique. Ce projet de recherche fondamentale vise à déterminer quels mécanismes contribuent à ce processus.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes de la mémoire. Il permettra d’identifier les mécanismes qui font qu’on se souvient de certaines choses et pas d’autres, et à plus long terme de mieux comprendre les troubles de la mémoire.
Procédures
Les animaux seront soumis à une ou deux interventions chirurgicales sous anesthésie générale, une première permettant deux injections intracérébrales durera environ 90 minutes et une seconde pour les enregistrements de l’activité neuronale et la stimulation des neurones à dopamine durera de 1 à 6 heures.
Impact sur les animaux
Les animaux subiront soit une, soit deux chirurgies : la première, d’une durée inférieure à 90 minutes, pourra induire une douleur post-opératoire modérée durant 24 à 48 heures. Le suivi post-opératoire comprendra des pesées régulières pouvant induire un stress léger de quelques dizaines de secondes. La seconde chirurgie, sans réveil, durera entre 1 et 6 heures pour les enregistrements électrophysiologiques et la stimulation des neurones. Les animaux soumis à une seule chirurgie seront soumis à un test comportemental provoquant un stress aigu mais de courte durée de 2 secondes.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure en vue d'analyses histologiques.
Remplacement
Le projet vise d'une part à déterminer comment la dopamine déclenche la plasticité synaptique dans l’hippocampe. Cette question nécessite l’intégrité fonctionnelle du cerveau. D'autre part, l’évaluation des conséquences de ces mécanismes sur les performances mnésiques impose la réalisation de tests comportementaux, qui requièrent l’utilisation d’animaux vivants et conscients. Pour ces raisons, l’utilisation de l’animal in vivo demeure indispensable pour atteindre les objectifs scientifiques du projet.
Réduction
Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé à partir de nos données antérieures de manière à obtenir une puissance statistique a priori de 90%. Sur cette base, 12 souris par groupe seront incluses pour les analyses électrophysiologiques et 15 souris par groupe pour les analyses comportementales.
Raffinement
Les animaux seront habitués une semaine aux conditions d’élevage après réception puis progressivement entraînés à la manipulation afin de limiter le stress avant les procédures expérimentales. Tout au long du protocole, une surveillance quotidienne sera assurée, avec une attention accrue en période postopératoire. Des mesures spécifiques seront mises en place pour minimiser les effets indésirables sur le bien-être des animaux : maintien de la température corporelle pendant et après la chirurgie et mise à disposition de gel réhydratant et d’aliments faciles d’accès et gestion systématique de la douleur en post opératoire. En cas d’altération de l’état général d’un animal, une évaluation clinique structurée sera réalisée afin de définir la conduite à tenir.
Choix des espèces
Les outils nécessaires pour stimuler spécifiquement les neurones à dopamine avec une précision de l’ordre de la milliseconde sont disponibles uniquement chez la souris. Les structures impliquées dans la mémoire étudiées dans ce projet sont conservées chez la plupart des mammifères. Ce qui nous permet d'extrapoler nos conclusions tirées de cette étude chez l’humain. Les animaux seront inclus dans le protocole à l’âge adulte, entre 2 et 8 mois afin d’éviter des effets du développement ou du vieillissement.
Exploration des mécanismes moléculaires et cellulaires du renforcement des connections entre neurones induit par la dopamine dans le cerveau de la souris anesthésiée-MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une première chirurgie d'environ quatre-vingt-dix minutes sous anesthésie générale sert à injecter un vecteur viral dans le cerveau, et laisse vingt-quatre à quarante-huit heures de douleur post-opératoire modérée. Vient ensuite une seconde chirurgie de une à six heures, sans réveil, pour enregistrer l'activité des neurones et stimuler ceux qui libèrent de la dopamine. 120 souris vont être utilisées de cette façon, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées au terme de la seconde opération pour des analyses histologiques. Le porteur rattache le projet à une meilleure compréhension, à plus long terme, de la maladie de Parkinson, de l'addiction et du trouble du déficit de l'attention, quand l'objet immédiat reste de décrire un mécanisme de plasticité chez la souris anesthésiée.
Objectifs
Dans ce projet nous explorerons par quels mécanismes la dopamine permet la plasticité neuronale responsable de la mémorisation chez la souris. Pour cela, nous provoquerons la modification des connexions entre neurones de l’hippocampe en stimulant les neurones à dopamine. Après la mise à mort des souris, nous prélèverons des organes pour étudier les modifications moléculaires et cellulaires déclenchées par de cette plasticité.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes neurobiologiques de la mémoire chez les mammifères en général et chez l’homme en particulier. Il permettra d’identifier les mécanismes qui font qu’on se souvient de certaines choses et pas d’autres, et à plus long terme de mieux comprendre les troubles cognitifs associés à des dysfonctionements de la transmission dopaminergique, comme par exemple dans la maladie de Parkinson, dans l’addiction ou les désordre neurodéveloppementaux comme le Trouble du Déficit de l'Attention avec ou sans Hyperactivité (TDAH).
Procédures
Les animaux seront soumis à deux interventions chirurgicales sous anesthésie générale, une première permettant l’injection d’un vecteur viral durera environ 90 minutes et une seconde pour les enregistrements électrophysiologiques et la stimulation des neurones à dopamine durera de 1 à 6 heures.
Impact sur les animaux
Les animaux seront exposés à deux anesthesies générales, une première d'une durée inferieure à 90 minutes et une seconde sans réveil (durée comprise entre 1h et 6h). La première chirurgie est susceptible d’induire une douleur post-opératoire modérée durant 24 à 48 heures. Les pesées nécessaires au suivi post-opératoire peuvent entraîner un stress léger de quelques dizaines de secondes.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure en vue d’analyses histologiques.
Remplacement
Le projet a pour objectif d’évaluer comment la dopamine déclenche la plasticité dans l’hippocampe. Ceci nécessite l’intégrité de l’ensemble du cerveau (l’hippocampe et le système à dopamine) et l’utilisation de souris transgéniques qui permettent de stimuler spécifiquement les neurones à dopamine avec une résolution de l’ordre de la milliseconde. Il n’est pas possible, à l'heure actuelle, d’étudier cela par d’autres moyens que l’expérimentation animale in vivo (ni modélisation ni culture cellulaire) car les données biologiques sur ce sujet sont trop rares et parcellaires.
Réduction
Cette étude étant exploratoire, le nombre d’animaux par groupe (n= 12) a été déterminé sur la base de d’études antérieures utilisant les mêmes techniques de mesure des modifications neurobiologiques induites par des plasticités synaptiques s’approchant de celle étudiée ici. Les tissus prélevés seront réutilisés pour mesurer plusieurs types de modifications moléculaires et cellulaires.
Raffinement
Pendant les jours qui suivent la première chirurgie, une fiche de suivi est remplie quotidiennement pendant tout le temps nécessaire à la récupération totale de l'animal. Si une altération de l’état de l’animal est observée suite à la chirurgie une grille de scoring sera utilisée pour déterminer la conduite à tenir. Les animaux seront anesthésiés et analgésiés avant le début de la première chirurgie. Des analgésiques seront également administrés en post opératoire le lendemain. Pendant les semaines qui suivront la chirurgie, les animaux seront inspectés tous les jours. Les animaux seront anesthésiés pendant toute la durée de la seconde chirurgie et tout au long des enregistrements électrophysiologiques, jusqu’à la mise à mort des animaux.
Choix des espèces
Dans cette étude, nous utilisons la souris en raison de sa pertinence comme modèle en neurosciences et de la disponibilité d’outils adaptés pour manipuler précisement les circuits neuronaux. Les animaux seront des jeunes adultes afin d’éviter les effets liés au développement ou au vieillissement.
Altérations de la plasticité synaptique de l’hippocampe de rats adolescents après alcoolisation répétée à 2 fréquences différentes
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Huit injections d'alcool en huit ou quatorze jours, matin et soir ou par cycles de deux jours, sont administrées à des rats de deux mois. 180 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués ensuite pour l'enregistrement électrique de leurs neurones. L'objet déclaré est de comprendre les troubles de la mémoire chez les adolescents qui pratiquent l'alcoolisation ponctuelle importante, et le rôle de la fréquence des épisodes. Aucun test de mémoire ne figure au protocole, et le porteur ne précise ni la dose d'alcool injectée ni l'intensité de l'intoxication obtenue, retenant comme seules atteintes une douleur transitoire et une somnolence d'une heure.
Objectifs
Notre souhaitons comprendre les mécanismes cellulaires perturbés par la prise d’alcool sous forme d'intoxication répétées et responsables des troubles de la mémoire chez les adolescents pratiquant l'alcoolisation ponctuelle importante. Cette pratique est un facteur de vulnérabilité à déclencher une dépendance à l’alcool à l’âge adulte et la fréquence de cette pratique a été récemment démontré comme primordiale dans l’établissement de cette vulnérabilité. Nos résultats précédents montrent que les expositions à l’alcool à 2 fréquences différentes engendrent des modifications des modalités de communication entre les neurones de l’hippocampe (zone du cerveau impliquée dans la mémoire). Toutefois, nous ne savons rien des effets cellulaires d’expositions à l’alcool importante à différentes fréquences et par exemple, si l’intensité des défaillances mnésiques se reflète dans cette fréquence de pratique. Ici, nous souhaitons connaître le rôle des voies inhibitrices et de la voie intracellulaire, qui contrôle la production de protéines, dans les altérations de la communication entre les neurones de l’hippocampe de rats soumis à des expositions à l’alcool de type alcoolisation ponctuelle importante à 2 fréquences différentes.
Bénéfices attendus
Nos résultats précédents montrent que les expositions à l’alcool à des fréquences différentes engendrent des modifications des modalités de communication entre les neurones de l’hippocampe. Ici nous souhaitons déterminer les acteurs cellulaires responsables de ces modifications. Ce projet permettra de déterminer le type de perturbations cellulaires engendrées par les expositions à l’alcool à 2 fréquences différentes et plus particulièrement le rôle des inhibitions dans ces modifications. L’étude de la voie intracellulaire, impliquée dans la production de protéines nécessaire à générer ces modalités de communication entre les neurones, indiquera si l’alcool perturbe à long terme la production protéique, ce qui pourrait expliquer pourquoi la mémoire est altérée (sans protéines, il n’y aura pas de plasticité). Enfin, le fait de comparer deux fréquences indiquera si nous avons les mêmes cibles cellulaires impliquées dans les défauts de communication entre les neurones et si donc, on devrait prendre en compte plus sérieusement, la fréquence des expositions à des épisodes d'alcoolisation intenses et rapides (i.e., binge drinking) dans la jeune population.
Procédures
Les animaux subiront 8 injections d'alcool sur une durée de 8 ou 14 jours. Deux fréquences d’injections seront étudiées : - Fréquence 1 : une injection le matin et le soir (en alternant les côtés) tous les 2 jours pour un total de 8 injections (durée du protocole : 8 jours, Fréquence 1 binge/j) - Fréquence 2 : une injection le matin pendant 2 jours de suite, suivie de 2 jours sans alcool. Ce cycle sera répété 4 fois pour un total de 8 injections (durée du protocole : 14 jours; Fréquence de 1 binge/2j). La manipulation de l'animal nécessaire à l’injection durera moins d’une minute
Impact sur les animaux
Les animaux recevront des injections d’une solution d'alcool. Les nuisances ou effets indésirables attendus sont donc liés à l’injection elle- même et à la préhension de l'animal nécessaire pour la réaliser et qui peut induire un stress chez l'animal (contention environ 0.5 à 1 min jusqu’à l’injection), ainsi qu’à une douleur transitoire due à l'injection, et un état de somnolence durant l’heure suivant l’injection puisque l'alcool est un sédatif reconnu.
Devenir
Tous mis à mort pour études électrophysiologiques
Remplacement
La mémoire est localisée dans l’hippocampe et nécessite des interactions entre neurones de cette structure. Il est donc nécessaire d’enregistrer les neurones de l’hippocampe dans un modèle expérimental conservant l’intégrité anatomique et fonctionnelle de la structure. Aujourd’hui des modèles de culture en 3D de neurones de l’hippocampe existent. Ils sont appelés organoïdes. Malheureusement leur usage dans cette étude en remplacement des animaux n’est pas envisageable car leur niveau de complexité ne permet pas de reproduire les phénomènes de plasticité synaptique (i.e., changemetns des modalités de communication entre neurones) existant in vivo.
Réduction
Le nombre nécessaire d’animaux a été déterminé en amont à l’aide d’études préalables exécutées dans le laboratoire du dépositaire et d’articles scientifiques. De plus, le nombre d’animaux a été confirmé par un calcul de puissance statistique.
Raffinement
A leur arrivée, afin de réduire toutes formes de stress et souffrance, tous les animaux seront manipulés de manière douce de la part du personnel engagé sur le projet afin de les habituer à la présence et odeur du manipulateur. Ils seront également habitués à être manuellement contendus pour diminuer le stress lié à ce geste pendant les administrations i.p. L’ensemble du personnel est qualifié afin de surveiller quotidiennement les animaux. Chaque animal aura une fiche de bien-être qui sera remplie quotidiennement, des points limites ont été définis et seront appliqués. Si un animal présente des signes de douleur ou de souffrance (perte de poids, posture, respiration ou comportement anormal, ou déshydratation), des actions correctives seront mises en place pour le soulager (réhydratation par voie orale à l’aide de pipettes, accès facilité à la nourriture en posant des croquettes sur la litière, administration d’un traitement antalgique, ou mise à mort). Les animaux sont hébergés par 3 (groupe social stable) dans des cages contenants de l'enrichissement (tubes de carton comme abri et litiére foisonnate pour le nid).
Choix des espèces
Les études seront menées chez le rat, puisque les mécanismes de plasticité synaptique (i.e., changements des modalités de communication entre neurones) chez cet animal sont bien décrits, similaires à ceux retrouvés chez l’homme, et mesurables en laboratoire. Nous travaillerons sur des adolescents (2 mois), parce que l’alcoolisation ponctuelle importante est prépondérante dans cette tranche d’âge chez l’humain.