Système nerveux
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Développement préclinique de biomarqueurs neurodéveloppementaux basés sur l’imagerie fonctionnelle par ultrasons chez le furet
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Des furettes gestantes reçoivent une injection dans l'abdomen d'un produit destiné à déclencher une réaction immunitaire, qui provoque une inflammation et une élévation de température pendant quelques heures. Leurs petits sont ensuite examinés par imagerie cérébrale à ultrasons sous anesthésie, jusqu'à quatre séances d'une heure, et une partie subit deux chirurgies du crâne, pose puis retrait d'une pièce de fixation, de deux à quatre heures. Une partie est examinée éveillée, tête maintenue immobile, lors de trois séances de deux heures. Sur les 88 furets du projet, dont une partie des procédures atteint un niveau de souffrance sévère, 66 sont tués pour l'analyse histologique de leur cerveau, et le champ structuré compte 8 furets réutilisés et 14 rendus à l'élevage quand la narration parle de transfert vers un autre projet ou de placement auprès d'associations.
Objectifs
Les troubles du développement du cerveau chez l'enfant, comme les troubles du spectre de l'autisme, sont fréquents et représentent un enjeu de santé important. On sait qu'une infection ou une inflammation survenant chez la mère pendant la grossesse augmente le risque que l'enfant développe ce type de trouble. Aujourd'hui, ces troubles ne sont le plus souvent repérés qu'après plusieurs années, à partir de l'observation du comportement de l'enfant, ce qui retarde une éventuelle prise en charge. Ce projet cherche à repérer très tôt, dès les premières semaines de vie, des signes d'un développement cérébral perturbé. Nous utilisons pour cela une technique d'imagerie du cerveau par ultrasons qui suit l'activité cérébrale au fil de sa croissance. Nous étudions le furet, un petit mammifère dont le cerveau se développe après la naissance d'une manière proche de celle du cerveau humain en fin de grossesse, ce qui rend les résultats transposables à l'être humain. En comparant des animaux dont la mère a subi une inflammation pendant la gestation à des animaux témoins, nous cherchons à identifier des marqueurs précoces d'un développement cérébral anormal.
Bénéfices attendus
Les troubles du développement du cerveau chez l'enfant, comme les troubles du spectre de l'autisme, concernent environ 3 pour cent des naissances et représentent un coût humain et social important. Aujourd'hui, ils ne sont le plus souvent repérés qu'après plusieurs années, à partir de l'observation du comportement de l'enfant, ce qui retarde toute prise en charge. À court terme, le projet permettra de mieux comprendre comment une inflammation survenue pendant la grossesse modifie le développement du cerveau juste après la naissance. À moyen terme, il pourrait fournir des marqueurs mesurables très tôt dans la vie, servant de repères d'un développement cérébral perturbé. À long terme, comme cette imagerie par ultrasons est déjà employée chez le nouveau-né humain, ces marqueurs pourraient aider à mettre au point des outils de dépistage précoce, ouvrant la voie à une prise en charge plus rapide et plus efficace.
Procédures
Une partie des animaux reçoit une injection unique dans l'abdomen, sous brève anesthésie générale (environ 20 minutes). Tous les jeunes sont examinés par imagerie cérébrale par ultrasons, indolore, sous anesthésie générale légère : une à quatre séances d'environ une heure. Une partie subit une séance terminale sous anesthésie générale profonde avec analgésie, sans réveil (une à deux heures). Une partie est suivie plus longtemps et examinée éveillée, tête maintenue immobile, lors de trois séances d'environ deux heures. Une partie des animaux subit deux interventions chirurgicales sous anesthésie générale et analgésie : la pose d'une pièce de fixation sur le crâne (deux à quatre heures), puis son retrait (environ deux heures). En fin de participation, une partie des animaux est mise à mort sans souffrance, sous anesthésie générale profonde, pour prélever le cerveau.
Impact sur les animaux
Douleur, lésions et maladie : chez les mères, l'injection dans l'abdomen pourra induire une douleur brève, et le produit injecté, destiné à déclencher une réaction immunitaire, provoque une inflammation passagère (élévation de la température pendant quelques heures). Chez les jeunes, les interventions chirurgicales sur le crâne peuvent entraîner une douleur après l'opération ainsi qu'un risque d'infection. Inconfort physique : les anesthésies répétées et le maintien de la tête immobile lors des séances d'imagerie peuvent occasionner un inconfort. Peur et détresse : le maintien de la tête immobile chez l'animal éveillé, les manipulations et la séparation temporaire d'avec la portée peuvent être source de stress. Changement d'environnement et comportement : l'hébergement individuel pendant la courte période suivant une chirurgie constitue une modification temporaire de l'environnement social. Par ailleurs, les jeunes issus de mères ayant subi une inflammation pendant la gestation pourraient présenter des troubles comportementaux liés à l'effet recherché sur le développement du cerveau.
Devenir
Une partie des furetons est euthanasiée pour analyse histologique. Les autres furetons femelles maintenues en vie, ainsi que les mères, sont transférés dans un autre projet éthique ou réhabilités auprès d'associations spécialisées.
Remplacement
Ce projet étudie comment le cerveau se développe et fonctionne dans un organisme entier. Ce développement met en jeu de très nombreux phénomènes qui se déroulent en même temps et s'influencent mutuellement, et qu'aucune méthode de remplacement (cellules en culture, tissus isolés ou simulation informatique) ne parvient aujourd'hui à reproduire fidèlement. L'étude sur un animal vivant est donc nécessaire.
Réduction
Le projet utilise au total 88 animaux : 8 femelles reproductrices et 80 jeunes. Le nombre de jeunes a été fixé au minimum nécessaire à l'aide d'un calcul statistique préalable, appelé calcul de puissance, qui détermine le plus petit effectif permettant de mettre en évidence de façon fiable une différence entre les jeunes issus de mères ayant subi une inflammation pendant la gestation et les jeunes témoins. À l'issue de l'étude, des tests statistiques seront nécessaires pour interpréter les résultats de manière fiable. Le nombre d'animaux est encore réduit par le suivi répété des mêmes individus au cours de leur développement, plutôt que par l'utilisation de groupes d'animaux différents à chaque âge.
Raffinement
Les animaux sont hébergés dans des cages ou au sol, dans des environnements conformes à la réglementation, enrichis (tapis à furet, hamacs, plateformes, balles). Ils bénéficient d'une température stable, d'une alternance régulière jour-nuit, d'un accès permanent à l'eau et à la nourriture, d'un environnement calme lors des procédures, et d'un personnel formé assurant une surveillance attentive plusieurs fois par semaine. Ils sont acclimatés à leur arrivée et habitués progressivement aux manipulations. Les interventions sont réalisées sous anesthésie, avec des médicaments contre la douleur avant et après, et des critères d'arrêt précoces pour éviter toute souffrance.
Choix des espèces
Le furet est choisi parce que son cerveau a une structure à circonvolutions, comme le cerveau humain, et qu’il se plie et se développe en grande partie après la naissance, ce qui permet de l'observer directement chez le jeune. Les animaux sont étudiés de la première semaine de vie jusqu'à l'âge adulte : les études sur les jeunes fournissent des résultats pertinents pendant la période de croissance rapide du cerveau, et celles sur les adultes une fois que le cerveau est entièrement formé.
Étude de nanovecteurs thérapeutiques ciblant les lysosomes dans le cadre de la maladie d’Alzheimer 1/2
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une partie des souris utilisées porte une lignée transgénique qui reproduit plusieurs aspects de la maladie d'Alzheimer, une autre reçoit dans le cerveau des protéines issues de patients. 3 448 souris vont être utilisées dans ce volet 1/2 du projet, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, réparties entre deux établissements utilisateurs. Les interventions comprennent deux chirurgies par souris, des administrations par voie intranasale ou rétro-orbitale, des prélèvements de sang mensuels puis terminaux, une imagerie de deux heures sous anesthésie, et une chirurgie terminale sans réveil. Les souris sont tuées et perfusées à l'issue, le volet 2/2 du même projet déclarant lui aussi 3 448 souris, sans qu'aucune des deux fiches ne précise si ces effectifs se recouvrent.
Objectifs
Certaines maladies neurodégénératives, telles que la maladie d’Alzheimer, entraînent une altération progressive du cerveau. Elles se caractérisent par l’accumulation anormale de certaines protéines devenant toxiques, qui perturbent le fonctionnement des cellules du cerveau, appelées neurones, et conduisent à leur mort. Dans la maladie d’Alzheimer, cette atteinte touche particulièrement des zones du cerveau impliquées dans la mémoire et les fonctions intellectuelles. Les symptômes se traduisent par des troubles de la mémoire, des difficultés à s’orienter dans le temps et l’espace, ainsi que des problèmes de raisonnement ou de prise de décision. À ce jour, la maladie d’Alzheimer ne dispose d’aucun traitement curatif. Les traitements actuels permettent seulement d’atténuer certains symptômes et peuvent entraîner des effets indésirables. L’objectif de ce projet est de développer une nouvelle approche thérapeutique visant à aider les cellules du cerveau à éliminer les substances toxiques qui s’y accumulent. Pour cela, nous utilisons de très petites particules (nanoparticules) capables de transporter des molécules actives vers le cerveau afin de restaurer leur capacité à éliminer ces déchets. Cette stratégie sera administrée par différentes voies afin d’identifier la méthode la plus efficace pour atteindre les zones cérébrales concernées et améliorer l’élimination de ces substances. Ce projet est multisite ; il se déroulera sur les sites de 2 établissements utilisateurs (EU1 et EU2).
Bénéfices attendus
Ce projet vise à développer une nouvelle approche thérapeutique pour la maladie d’Alzheimer et plus largement pour les maladies associées à l’accumulation de protéines anormales dans le cerveau. Les bénéfices attendus sont une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans l’apparition et la progression de ces maladies, ainsi que l’évaluation de l’efficacité de nanoparticules capables de transporter des molécules actives vers le cerveau et de restaurer les déficits rencontrés dans la maladie. À terme, cette stratégie pourrait permettre d’améliorer l’élimination des substances toxiques dans les neurones, de protéger les cellules du cerveau et de ralentir l’évolution de la maladie. Ce projet pourrait ainsi contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques, avec un objectif à long terme d’application chez l’humain.
Procédures
Les animaux seront soumis à différentes interventions : Dans L’EU 1 les procédures suivantes sont réalisées : Chirurgie : Deux chirurgies sur un même animal d'environ trente minutes. Traitements : différents modes d’administration, durée maximale de trente minutes. Prélèvements : Récolte d’urine excrétée (vigile) en terminale, prélèvement mensuel et terminal de sang (anesthésié/analgésié), durée quelques minutes. Optionnelle : enregistrements physiologiques durant cinq à six heures sous anesthésie, une séance par animal. Tests comportementaux cognitifs : une séance par animal, durée maximale de dix minutes. Une chirurgie terminale par animal sans réveil (anesthésié/analgésié) durée de dix à quinze minutes. Dans L’EU 2 les procédures suivantes sont réalisées : Imagerie microSPECT, durée de 2 h, une séance par animal sous anesthésie.
Impact sur les animaux
Les injections, réalisées sur un animal vigile (5 -à 10 minutes, légères), engendrent un stress lié à la contention et des nuisances légères liées à l’anesthésie. Les prélèvements sanguins (2 minutes, légers), peuvent générer un inconfort, un stress ainsi que des nuisances liées à l’anesthésie. Les interventions chirurgicales peuvent entraîner une douleur post-opératoire, ainsi qu’un risque mineur d’infection au niveau des sutures (30 minutes, légère). Le transport entre les deux établissements utilisateurs (10 minutes, léger) peut provoquer un stress. Les sessions de tests comportementaux peuvent entraîner un stress lié à l’isolement des congénères (15 minutes, léger). Les séances d’imagerie, peuvent provoquer une nuisance liée à la durée prolongée de l’anesthésie, notamment une hypothermie (2 heures, légère à modérée).
Devenir
Les animaux sont euthanasiés et perfusés à l’issue des procédures expérimentales 1 et 2 à l’exception du groupe 3. Pour la procédure 3 il est réalisé une dislocation.
Remplacement
Au regard de l’état actuel des connaissances, le recours à des animaux vivants demeure nécessaire, en raison de l’impossibilité de reproduire de manière fiable, au moyen de modèles in vitro, le développement spatiotemporel de la maladie d’Alzheimer, incluant la formation et la dynamique d’agrégats toxiques. L’évaluation de l’impact potentiel du traitement sur l’élimination de ces agrégats toxiques, ainsi que sur la survie neuronale et le maintien des fonctions cérébrales, ne peut ainsi être réalisée de façon pertinente qu’au sein de modèles animaux.
Réduction
Nous utilisons des tests comportementaux qui sont non invasifs et permettent un suivi à long terme sur un même animal. Afin d’assurer une marge de sécurité face aux pertes éventuelles et de couvrir les deux sexes de manière équilibrée, nous avons prévu n=30 souris par groupe (50 % de femelles, 50 % de mâles). Ainsi, n=30 souris (50 % de femelles vs mâles) seront utilisées pour chaque condition. Cette stratégie est conforme aux recommandations publiées pour la justification du nombre d’animaux en recherche. Les organes étudiés en fin de procédure constitueront également une banque de tissus utilisable pour des analyses complémentaires au sein de notre institut. La lignée transgénique est maintenue à un effectif minimal, strictement nécessaire pour assurer la pérennité de la colonie et la disponibilité des animaux requis pour les expérimentations. Les croisements sont planifiés en fonction des besoins expérimentaux afin de limiter la production d’animaux excédentaires et le maintien d’animaux non utilisés. Par ailleurs, l’inclusion des mâles et des femelles dans les protocoles expérimentaux contribue à optimiser l’utilisation des animaux produits et à réduire le nombre total d’animaux nécessaires.
Raffinement
À leur arrivée, les animaux sont acclimatés pendant une période de deux semaines afin de se familiariser avec leur nouvel environnement. Les chirurgies sont réalisées sous anesthésie générale et avec une couverture antalgique permettant de réduire au maximum la douleur ressentie. Des mesures de raffinement sont appliquées, telles que le maintien de la température corporelle, l’asepsie, l’application de gel ophtalmique et la fourniture de nourriture humidifiée post-opération. Des points limites sont définis pour chaque chirurgie, avec des soins conservatoires adaptés et un suivi post-opératoire structuré réalisé par l’expérimentateur par scoring permettant de décider des actions nécessaires. La surveillance est renforcée afin d’assurer la détection rapide de toute souffrance. Pour les autres actes expérimentaux, des dispositifs de raffinement sont également mis en place afin de réduire le stress et l’inconfort, notamment l’anesthésie lors des manipulations et le maintien de la température corporelle pendant les injections intranasales ou rétro-orbitales. Le transport des animaux s’effectuera dans une cage dédiée et protégée des regards extérieurs par une housse, la durée de transport sera d’environ 10 minutes et sera prédéfinie par un chemin spécifique établi par les deux établissements utilisateurs. Concernant l’hébergement, en cas de comportements agressifs ou de bagarres entraînant des blessures, les animaux concernés sont séparés afin de prévenir toute aggravation. Lorsque cela est possible, une réorganisation des groupes est privilégiée. L’hébergement individuel n’est utilisé qu’en dernier recours et pour une durée limitée, avec une surveillance renforcée.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix pour l’étude du cerveau en raison de son organisation et de son fonctionnement similaire à ceux de l’Homme. Cette proximité permet d’extrapoler les résultats obtenus afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans certaines maladies, notamment les maladies neurodégénératives. L’utilisation de souris génétiquement modifiées permet de reproduire de manière ciblée certaines caractéristiques de pathologies humaines. D’une part la lignée génétique utilisée modélise plusieurs aspects de la maladie d’Alzheimer, d’autre part le modèle reposant sur l’injection de protéines de patient, permet d’étudier les mécanismes précoces de la maladie d’Alzheimer. Les animaux seront utilisés à partir de l’âge de 8 semaines pour les procédures, correspondant au stade jeune adulte chez cette espèce. À cet âge, les capacités d’apprentissage sont pleinement développées, le poids et la taille sont stabilisés, et la taille du cerveau est homogène. Ces caractéristiques garantissent la réalisation des injections intracérébrales dans des conditions fiables et reproductibles tout en limitant la variabilité expérimentale.
Étude de nanovecteurs thérapeutiques ciblant les lysosomes dans le cadre de la maladie d’Alzheimer 2/2
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
3 448 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune pouvant subir deux chirurgies crâniennes de trente minutes, une séance d'imagerie microSPECT de deux heures sous anesthésie et jusqu'à six heures d'enregistrements physiologiques sous anesthésie. S'y ajoutent des prélèvements de sang mensuels, une séance de tests comportementaux cognitifs de dix minutes dont le résumé ne nomme aucun, et un transport entre deux établissements. Le projet teste des nanoparticules censées aider les neurones à éliminer les protéines toxiques de la maladie d'Alzheimer, sur une lignée transgénique et sur des souris injectées avec des protéines de patients. Toutes sont tuées et perfusées à l'issue, sauf un groupe mis à mort par dislocation.
Objectifs
Certaines maladies neurodégénératives, telles que la maladie d’Alzheimer, entraînent une altération progressive du cerveau. Elles se caractérisent par l’accumulation anormale de certaines protéines devenant toxiques, qui perturbent le fonctionnement des cellules du cerveau, appelées neurones, et conduisent à leur mort. Dans la maladie d’Alzheimer, cette atteinte touche particulièrement des zones du cerveau impliquées dans la mémoire et les fonctions intellectuelles. Les symptômes se traduisent par des troubles de la mémoire, des difficultés à s’orienter dans le temps et l’espace, ainsi que des problèmes de raisonnement ou de prise de décision. À ce jour, la maladie d’Alzheimer ne dispose d’aucun traitement curatif. Les traitements actuels permettent seulement d’atténuer certains symptômes et peuvent entraîner des effets indésirables. L’objectif de ce projet est de développer une nouvelle approche thérapeutique visant à aider les cellules du cerveau à éliminer les substances toxiques qui s’y accumulent. Pour cela, nous utilisons de très petites particules (nanoparticules) capables de transporter des molécules actives vers le cerveau afin de restaurer leur capacité à éliminer ces déchets. Cette stratégie sera administrée par différentes voies afin d’identifier la méthode la plus efficace pour atteindre les zones cérébrales concernées et améliorer l’élimination de ces substances. Ce projet est multisite ; il se déroulera sur les sites de 2 établissements utilisateurs (EU1 et EU2).
Bénéfices attendus
Ce projet vise à développer une nouvelle approche thérapeutique pour la maladie d’Alzheimer et plus largement pour les maladies associées à l’accumulation de protéines anormales dans le cerveau. Les bénéfices attendus sont une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans l’apparition et la progression de ces maladies, ainsi que l’évaluation de l’efficacité de nanoparticules capables de transporter des molécules actives vers le cerveau et de restaurer les déficits rencontrés dans la maladie. À terme, cette stratégie pourrait permettre d’améliorer l’élimination des substances toxiques dans les neurones, de protéger les cellules du cerveau et de ralentir l’évolution de la maladie. Ce projet pourrait ainsi contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques, avec un objectif à long terme d’application chez l’humain.
Procédures
Les animaux seront soumis à différentes interventions : Dans L’EU 1 les procédures suivantes sont réalisées : Chirurgie : Deux chirurgies sur un même animal d'environ trente minutes. Traitements : différents modes d’administration, durée maximale de trente minutes. Prélèvements : Récolte d’urine excrétée (vigile) en terminale, prélèvement mensuel et terminal de sang (anesthésié/analgésié), durée quelques minutes. Optionnelle : enregistrements physiologiques durant cinq à six heures sous anesthésie, une séance par animal. Tests comportementaux cognitifs : une séance par animal, durée maximale de dix minutes. Une chirurgie terminale par animal sans réveil (anesthésié/analgésié) durée de dix à quinze minutes. Dans L’EU 2 les procédures suivantes sont réalisées : Imagerie microSPECT, durée de 2 h, une séance par animal sous anesthésie.
Impact sur les animaux
Les injections, réalisées sur un animal vigile (5 -à 10 minutes, légères), engendrent un stress lié à la contention et des nuisances légères liées à l’anesthésie. Les prélèvements sanguins (2 minutes, légers), peuvent générer un inconfort, un stress ainsi que des nuisances liées à l’anesthésie. Les interventions chirurgicales peuvent entraîner une douleur post-opératoire, ainsi qu’un risque mineur d’infection au niveau des sutures (30 minutes, légère). Le transport entre les deux établissements utilisateurs (10 minutes, léger) peut provoquer un stress. Les sessions de tests comportementaux peuvent entraîner un stress lié à l’isolement des congénères (15 minutes, léger). Les séances d’imagerie, peuvent provoquer une nuisance liée à la durée prolongée de l’anesthésie, notamment une hypothermie (2 heures, légère à modérée).
Devenir
Les animaux sont euthanasiés et perfusés à l’issue des procédures expérimentales 1 et 2 à l’exception du groupe 3. Pour la procédure 3 il est réalisé une dislocation.
Remplacement
Au regard de l’état actuel des connaissances, le recours à des animaux vivants demeure nécessaire, en raison de l’impossibilité de reproduire de manière fiable, au moyen de modèles in vitro, le développement spatiotemporel de la maladie d’Alzheimer, incluant la formation et la dynamique d’agrégats toxiques. L’évaluation de l’impact potentiel du traitement sur l’élimination de ces agrégats toxiques, ainsi que sur la survie neuronale et le maintien des fonctions cérébrales, ne peut ainsi être réalisée de façon pertinente qu’au sein de modèles animaux.
Réduction
Nous utilisons des tests comportementaux qui sont non invasifs et permettent un suivi à long terme sur un même animal. Afin d’assurer une marge de sécurité face aux pertes éventuelles et de couvrir les deux sexes de manière équilibrée, nous avons prévu n=30 souris par groupe (50 % de femelles, 50 % de mâles). Ainsi, n=30 souris (50 % de femelles vs mâles) seront utilisées pour chaque condition. Cette stratégie est conforme aux recommandations publiées pour la justification du nombre d’animaux en recherche. Les organes étudiés en fin de procédure constitueront également une banque de tissus utilisable pour des analyses complémentaires au sein de notre institut. La lignée transgénique est maintenue à un effectif minimal, strictement nécessaire pour assurer la pérennité de la colonie et la disponibilité des animaux requis pour les expérimentations. Les croisements sont planifiés en fonction des besoins expérimentaux afin de limiter la production d’animaux excédentaires et le maintien d’animaux non utilisés. Par ailleurs, l’inclusion des mâles et des femelles dans les protocoles expérimentaux contribue à optimiser l’utilisation des animaux produits et à réduire le nombre total d’animaux nécessaires.
Raffinement
À leur arrivée, les animaux sont acclimatés pendant une période de deux semaines afin de se familiariser avec leur nouvel environnement. Les chirurgies sont réalisées sous anesthésie générale et avec une couverture antalgique permettant de réduire au maximum la douleur ressentie. Des mesures de raffinement sont appliquées, telles que le maintien de la température corporelle, l’asepsie, l’application de gel ophtalmique et la fourniture de nourriture humidifiée post-opération. Des points limites sont définis pour chaque chirurgie, avec des soins conservatoires adaptés et un suivi post-opératoire structuré réalisé par l’expérimentateur par scoring permettant de décider des actions nécessaires. La surveillance est renforcée afin d’assurer la détection rapide de toute souffrance. Pour les autres actes expérimentaux, des dispositifs de raffinement sont également mis en place afin de réduire le stress et l’inconfort, notamment l’anesthésie lors des manipulations et le maintien de la température corporelle pendant les injections intranasales ou rétro-orbitales. Le transport des animaux s’effectuera dans une cage dédiée et protégée des regards extérieurs par une housse, la durée de transport sera d’environ 10 minutes et sera prédéfinie par un chemin spécifique établi par les deux établissements utilisateurs. Concernant l’hébergement, en cas de comportements agressifs ou de bagarres entraînant des blessures, les animaux concernés sont séparés afin de prévenir toute aggravation. Lorsque cela est possible, une réorganisation des groupes est privilégiée. L’hébergement individuel n’est utilisé qu’en dernier recours et pour une durée limitée, avec une surveillance renforcée.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix pour l’étude du cerveau en raison de son organisation et de son fonctionnement similaire à ceux de l’Homme. Cette proximité permet d’extrapoler les résultats obtenus afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans certaines maladies, notamment les maladies neurodégénératives. L’utilisation de souris génétiquement modifiées permet de reproduire de manière ciblée certaines caractéristiques de pathologies humaines. D’une part la lignée génétique utilisée modélise plusieurs aspects de la maladie d’Alzheimer, d’autre part le modèle reposant sur l’injection de protéines de patient, permet d’étudier les mécanismes précoces de la maladie d’Alzheimer. Les animaux seront utilisés à partir de l’âge de 8 semaines pour les procédures, correspondant au stade jeune adulte chez cette espèce. À cet âge, les capacités d’apprentissage sont pleinement développées, le poids et la taille sont stabilisés, et la taille du cerveau est homogène. Ces caractéristiques garantissent la réalisation des injections intracérébrales dans des conditions fiables et reproductibles tout en limitant la variabilité expérimentale.
Effets de métabolites microbiens sur la physiologie gastro intestinale et le comportement de la souris dans le contexte de l’autisme
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système nerveux
Une solution colorée est administrée par sonde buccale à 96 souris pour mesurer leur temps de transit intestinal, après deux semaines d'exposition à une molécule bactérienne dans l'eau de boisson. Ces procédures impliquent un niveau de souffrance léger, et toutes les souris sont tuées à l'issue pour prélever organes et tissus, le porteur indiquant qu'elles ne pourraient pas être réutilisées sans fausser d'autres résultats. Un test impose cinq heures de privation de nourriture, un autre une heure seule dans une cage propre pour compter les crottes. Le projet annonce des tests de comportement portant sur les interactions sociales, les déplacements, les comportements répétitifs et l'anxiété, sans préciser lesquels seront employés, et le porteur souligne lui-même qu'il ne cherche pas à reproduire la complexité de l'autisme chez la souris.
Objectifs
Certains troubles du développement du cerveau, comme les troubles du spectre de l’autisme, peuvent être associés à des difficultés dans les interactions sociales, à des comportements répétitifs, à de l’anxiété, mais aussi à des troubles digestifs. On sait aujourd’hui que l’intestin et le cerveau communiquent entre eux. Dans l’intestin, les bactéries participent à la digestion et peuvent produire de petites molécules qui passent dans l’organisme. Certaines de ces molécules pourraient agir à la fois sur l’intestin et sur le cerveau. Dans ce projet, nous étudions une de ces petites molécules produites par des bactéries intestinales lors de la transformation de certains composants de l’alimentation. Le but du projet est de savoir si une exposition prolongée à cette molécule peut modifier le comportement et le fonctionnement intestinal chez la souris. Pour cela, des souris recevront cette molécule dans leur eau de boisson, puis leur comportement et leur transit intestinal seront étudiés. Nous regarderons notamment si cette molécule modifie les interactions sociales, les comportements répétitifs, l’anxiété ou le fonctionnement de l’intestin. Ce projet ne vise pas à reproduire toute la complexité de l’autisme chez la souris, mais à mieux comprendre si une molécule produite par les bactéries intestinales peut influencer à la fois l’intestin et le comportement.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre comment une molécule produite par les bactéries intestinales peut influencer à la fois le comportement et le fonctionnement de l’intestin. Les résultats permettront de savoir si une exposition prolongée à cette molécule modifie les interactions sociales, les comportements répétitifs, l’anxiété ou le transit intestinal chez la souris. Ils aideront ainsi à mieux comprendre les liens possibles entre l’intestin, les bactéries qui le colonisent et le cerveau. Ce projet présente un intérêt pour la recherche sur les troubles du neurodéveloppement, comme les troubles du spectre de l’autisme, car ces troubles peuvent être associés à la fois à des difficultés de comportement et à des troubles digestifs. À plus long terme, ces connaissances pourront orienter de nouvelles recherches visant à mieux comprendre le rôle du microbiote intestinal et des molécules qu’il produit dans le fonctionnement du cerveau et de l’intestin.
Procédures
Les souris recevront la molécule étudiée dans leur eau de boisson. Cette étape ne nécessite pas de geste direct sur les animaux. Après deux semaines, les souris passeront plusieurs tests de comportement. Chaque test sera réalisé une seule fois par animal. Ces tests permettront d’observer les interactions sociales, les déplacements, les comportements répétitifs et l’anxiété. Leur durée sera courte : environ 5 à 10 minutes selon les tests. Un test nécessitera une privation de nourriture de 5 heures avant de mesurer le temps mis par la souris pour manger dans un nouvel environnement. Les souris auront ensuite deux tests pour étudier le fonctionnement de l’intestin. Pour mesurer la production de crottes, chaque souris sera placée seule pendant 1 heure dans une cage propre. Pour mesurer le transit intestinal, une solution colorée sera administrée par la bouche à l’aide d’une petite sonde. Le temps d’apparition des premières crottes colorées sera ensuite mesuré. Ce test durera au maximum 6 heures. Aucune chirurgie ne sera réalisée. Aucun prélèvement sanguin ne sera effectué.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sont surtout liés aux tests réalisés sur les souris, et non à la molécule donnée dans l’eau de boisson. L’exposition prolongée à cette molécule ne devrait pas provoquer d’effet indésirable important. Dans les conditions prévues, les collaborateurs du projet n’ont pas observé de signe préoccupant chez les souris exposées. Les tests de comportement peuvent provoquer un stress bref, par exemple lorsque la souris est manipulée, placée dans un nouvel environnement, isolée temporairement ou mise en présence d’une autre souris inconnue. Ces tests ne sont pas douloureux, mais ils peuvent entraîner une gêne ou une anxiété passagère. Les tests du fonctionnement intestinal nécessitent une administration par la bouche à l’aide d’une petite sonde. Ce geste peut provoquer un stress bref lié à la contention et, plus rarement, une irritation digestive. Ces effets sont attendus comme temporaires. Les animaux seront surveillés afin de détecter tout signe de douleur, de stress prolongé ou d’altération de leur état général.
Devenir
À la fin de la procédure, tous les animaux seront mis à mort par une méthode réglementaire. Cette mise à mort est nécessaire car les souris auront reçu la molécule étudiée pendant plusieurs semaines et auront réalisé l’ensemble des tests prévus. Elles ne pourront donc pas être réutilisées dans une autre étude sans risque de fausser de nouveaux résultats. La mise à mort permettra aussi de récupérer des organes ou des tissus après la mort, afin de réaliser des analyses complémentaires. Ces analyses aideront à mieux comprendre les effets de la molécule étudiée sur l’organisme.
Remplacement
Ce projet ne peut pas être réalisé uniquement avec des cellules, des organes isolés ou des modèles informatiques. La question posée concerne à la fois le comportement et le fonctionnement de l’intestin. Pour y répondre, il faut pouvoir étudier un animal vivant, dans lequel l’intestin et le cerveau communiquent entre eux. Des cellules en culture peuvent aider à comprendre certains mécanismes simples, mais elles ne permettent pas d’observer des interactions sociales, des comportements répétitifs, de l’anxiété ou le transit intestinal. Le recours à la souris est donc nécessaire pour savoir si une exposition prolongée à une molécule produite par des bactéries intestinales peut modifier à la fois le comportement et le fonctionnement de l’intestin.
Réduction
Le nombre de souris a été limité au minimum nécessaire pour répondre à la question scientifique. Le projet utilisera 96 souris au total. Les animaux seront répartis en groupes permettant de comparer les souris recevant la molécule étudiée et les souris contrôles, chez les mâles et chez les femelles. Les mêmes souris seront utilisées pour les tests de comportement puis pour les tests du fonctionnement intestinal. Cela évite d’utiliser des groupes différents pour chaque type de test. Cette organisation permet de réduire le nombre total d’animaux tout en obtenant les informations nécessaires pour étudier les effets de la molécule sur le comportement et l’intestin.
Raffinement
Tout sera fait pour limiter le stress et l’inconfort des souris. Les animaux seront hébergés en groupes, avec du matériel pour faire un nid et un abri. Ils auront une période d’acclimatation d’au moins 7 jours après leur arrivée. Les souris seront habituées progressivement aux manipulations avant les tests, afin de réduire le stress lié à la prise en main et à la contention. Les tests seront réalisés dans un environnement calme, dans des conditions standardisées. Les animaux seront replacés dans leur cage d’origine après chaque test. Lorsque cela sera possible, un seul test sera réalisé par jour afin de limiter la fatigue et le stress. Les gestes nécessitant une contention, comme l’administration orale utilisée pour le test du transit intestinal, seront réalisés par du personnel formé. L’état général des animaux sera surveillé au cours de la procédure. Tout animal présentant un signe de douleur, de stress prolongé ou d’altération importante de son état général sera retiré de la procédure.
Choix des espèces
La souris a été choisie car elle permet d’étudier à la fois le comportement et le fonctionnement de l’intestin chez un animal vivant. Ces deux aspects sont importants dans ce projet, car nous voulons savoir si une molécule produite par des bactéries intestinales peut agir à la fois sur l’intestin et sur certains comportements. La souris est aussi une espèce adaptée pour observer les interactions sociales. Elle vit naturellement avec d’autres souris et son comportement peut être étudié avec des tests simples et bien connus. Elle permet donc d’évaluer si la molécule étudiée modifie les contacts avec les autres souris, l’anxiété, les comportements répétitifs ou le transit intestinal. Les souris seront utilisées après le sevrage, à l’âge de 3 à 4 semaines. Le traitement commencera vers l’âge de 4 semaines, une période où l’animal est encore en développement et où le cerveau et le comportement continuent de mûrir. Les tests seront ensuite réalisés après plusieurs semaines de traitement. Ce choix permet d’étudier si l’exposition à cette molécule pendant une période importante du développement peut modifier le comportement et le fonctionnement de l’intestin.
Suivi, génotypage et gestion de la production d’animaux d’une lignée souris développant une maladie neurodégénérative (EU 2/2)
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Tuées pour alimenter une biobanque de tissus, ou parce que leur fécondité baisse vers douze mois, 1 686 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. À partir de douze jours de vie, les souriceaux subissent sous anesthésie gazeuse une biopsie d'oreille de 2 mm et un tatouage de phalange, la mère étant séparée de sa portée le temps du geste. L'élevage entretient une lignée porteuse d'une maladie neurodégénérative humaine, et le porteur précise qu'aucune nuisance liée au génotype n'est attendue parce que les souris n'atteindront pas l'âge d'apparition des symptômes. Il justifie le choix de l'espèce par "98% d'identité protéique avec l'Homme", une croissance rapide qui fournit des cohortes en quelques semaines et une petite taille adaptée aux travaux d'histologie.
Objectifs
Ce projet, déployé sur deux établissements utilisateurs, a pour objectif de permettre une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans le développement d’une maladie neurodégénérative fatale chez l’Homme. Cette maladie génétique entraine des troubles moteurs et sensoriels chez les patients dès l’enfance et affecte plusieurs organes du système nerveux et neuromusculaire comme le cerveau, le cervelet, la moelle épinière, les nerfs et les muscles. Pour mieux comprendre les mécanismes de cette pathologie et tester de nouvelles approches thérapeutiques, nous avons développé chez la souris, un modèle de la maladie qui reproduit les troubles moteurs et sensoriels retrouvés chez les patients. Afin de poursuivre ces recherches, nous devons produire et maintenir cette lignée de souris ainsi que génotyper les animaux afin de savoir s’ils sont exempts, porteurs ou atteints de la maladie. Nous réalisons également des prélèvements de tissus à différents stades de développement pour identifier les mécanismes physiopathologiques et investiguer l’évolution de la maladie ainsi qu’évaluer l’efficacité de nouvelles thérapies développées au laboratoire.
Bénéfices attendus
L'étude de modèles pour cette maladie neurologique est essentielle pour mieux la comprendre et développer de futurs traitements. Grâce à ces recherches, plusieurs avancées sont attendues : 1) Une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans cette maladie rare. 2) Une connaissance sur le développement du système nerveux normal et dans le cadre de cette maladie 3) L’identification de nouvelles cibles et, potentiellement, de futurs traitements. Ces travaux sont une étape clé pour progresser vers des solutions thérapeutiques adaptées aux patients concernés.
Procédures
Prélèvement d’une biopsie d’oreille de 2 mm maximum sur animaux anesthésiés à partir de 12 jours de vie au sein de l’établissement utilisateur 1 (manipulation nécessitant quelques secondes par individu).
Impact sur les animaux
- Les souriceaux, à partir de 12 jours de vie, subiront une biopsie à l’oreille et un tatouage de phalange pour l’identification. Les souriceaux manipulés peuvent ressentir un court stress dû à leur brève contention, ainsi que la mère, séparée de sa portée le temps de la procédure. Le prélèvement de la biopsie et le tatouage, réalisés sous anesthésie gazeuse, peuvent générer une courte et légère douleur. - La manipulation répétée pour l’identification des géniteurs, leur mise en accouplements et la vérification des bouchons vaginaux et des gestations causent un stress léger et court, qui s’atténue à mesure que les animaux s’habituent à l’expérimentateur. - Nuisances dues au phénotype : Il n’y a aucune nuisance liée au génotype car les animaux n’atteindront pas l’âge d’apparition des symptômes phénotypiques.
Devenir
Les animaux utilisés dans ce projet sont des organismes génétiquement modifiés qui ne peuvent être adoptés. Après génotypage, les animaux alimenteront les cohortes de reproducteurs selon leur génotype. Les femelles et les embryons/souriceaux seront mis à mort pour prélèvements de tissus désirés. Lorsque leur âge approchera 12 mois ou si une baisse importante de la fécondité est constatée, les animaux reproducteurs seront mis à mort, avec prélèvement de tissus alimentant une biobanque selon le génotype.
Remplacement
Les mécanismes physiopathologiques de cette neuropathie rare sont encore mal compris et les recherches se poursuivent pour mieux les caractériser. Les interactions cellulaires complexes du cervelet ou des ganglions rachidiens dorsaux (par exemple interaction entre différents types cellulaires du système nerveux) ne peuvent pas être reproduites en laboratoire sur des cellules isolées ou par des simulations informatiques. C’est pourquoi l’utilisation de modèles animaux est essentielle : elle permet d’étudier les mécanismes de la maladie et de tester de nouvelles approches thérapeutiques. En parallèle, notre équipe se concentre toutefois également sur des modèles alternatifs de culture cellulaire (tels que les cultures de lignée ou des cultures à partir de cellules souches reprogrammées) et de modélisation permettant de déterminer certains mécanismes in vitro. Malgré cela, il n’est pas possible à l’heure actuelle de remplacer totalement les modèles murins ou les cultures primaires par des modèles purement in vitro, en particulier pour les neurones qui ne peuvent être congelés ou immortalisés.
Réduction
Pour mener nos recherches, nous appliquons une gestion rigoureuse du nombre d’animaux utilisés. Le nombre d’animaux sera limité au strict nécessaire par une gestion appropriée des plannings de croisement et la sélection de reproducteurs, afin de favoriser au mieux l’obtention d’animaux de génotypes désirés. Lorsque c’est possible, les mêmes reproducteurs sont réutilisés. Les modèles animaux sont utilisés uniquement lorsque cela est indispensable pour nos études en cours. Nous ajustons le nombre d’animaux en fonction des analyses nécessaires pour garantir les résultats scientifiques en utilisant le nombre minimum d’animaux. De plus, nous utilisons des souris des deux sexes, ce qui permet de réduire le nombre de portées nécessaires. Les tissus prélevés sur les animaux permettront de réaliser des expériences ex-vivo / in vitro et de multiplier les conditions expérimentales à partir d’un seul prélèvement / un seul animal. Les tissus issus des animaux sont systématiquement conservés dans une biobanque et partagés avec d’autres projets de recherche compatibles, maximisant ainsi leur utilité. Nous avons mis en place un programme de cryoconservation pour éviter de maintenir des lignées qui ne sont pas utilisées activement dans nos études. Cela nous permet de ne pas conserver des animaux plus de 9 mois si leur utilisation n’est pas nécessaire.
Raffinement
Pour réaliser les analyses génétiques nécessaires sur les animaux, une petite biopsie de l’oreille (2 mm maximum) sera prélevée. Cette méthode permet d’éviter les complications couramment associées aux bagues numérotées et les contaminations entre échantillons lors de l’analyse (notamment observées pour la collecte de poils qui n’est pas adaptée pour un grand nombre d’animaux). Le prélèvement est rapide (quelques secondes par animal), réalisé sous anesthésie par le personnel de l’établissement utilisateur 1. La douleur et le stress sont minimes. Chaque animal est surveillé de façon individuelle et quotidienne. Des points limites stricts et spécifiques au projet ont été mis en place pour soustraire l’animal à la souffrance. Des enrichissements et de la nourriture gélifiée pourront également être proposés pour améliorer leur confort. Lorsque cela est possible, les mâles reproducteurs seront placés avec leurs descendants après le sevrage pour limiter leur isolement. De plus, certains animaux non destinés aux expériences seront conservés jusqu’à un an d’âge maximum afin d’accompagner les animaux d’intérêt et éviter qu’ils restent seuls avant leur utilisation.
Choix des espèces
Avec 98% d’identité protéique avec l’Homme et une physiologie comparable à l’humain, la souris constitue un modèle idéal pour reproduire les pathologies humaines afin de les étudier dans un contexte physiologique. L’étude réalisée sur notre modèle a montré qu’il reproduit pour la première fois les désordres moteurs et sensoriels retrouvés chez les patients, justifiant son utilisation pour avancer sur la compréhension des mécanismes pathologiques et sur des approches thérapeutiques. Le développement embryonnaire et post-natal rapide permet d’obtenir des cohortes en quelques semaines et la petite taille des animaux est adaptée aux travaux en histologie. Les animaux pour la reproduction seront sélectionnés à l’âge de maturité sexuelle (8 semaines pour les mâles, 6 semaines pour les femelles). Les individus reproducteurs seront utilisés jusqu’à l’âge de 12 mois maximum (sauf baisse de la fertilité importante avant ce repère). Les tissus sont prélevés à partir à des stades embryonnaires et jusqu’à 28 jours post-natal. L’utilisation d’animaux à ces stades précoces de développement nous permet d’étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans le développement neuronal.
Etude de l’impact de la réactivation des gènes impliqués dans le développement du système nerveux sur l’évolution des maladies neurodégénératives chez la souris
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour savoir si des gènes du développement cérébral réactivés à l'âge adulte contribuent à la maladie de Huntington, 6 338 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Certaines reçoivent un vecteur viral dans le cerveau par injection ou par une chirurgie d'une heure sous anesthésie, puis passent une batterie de tests de réflexes, de locomotion, de coordination motrice, d'activité, d'anxiété, de mémoire, de comportements sociaux et d'olfaction, répartis sur trois semaines et demie et répétables deux fois. L'un de ces tests impose un jeûne de vingt-quatre heures. 4 898 souris seront tuées pour prélever leurs tissus cérébraux ou parce que leur modification génétique interdit de les réutiliser, et 1 440 pourront partir vers d'autres projets.
Objectifs
La maladie de Huntington (MH) est une maladie neurodégénérative héréditaire pour laquelle il n’existe actuellement aucun traitement permettant de la guérir. Elle entraîne une détérioration progressive des capacités intellectuelles, des interactions sociales et des mouvements. Cette évolution altère fortement la qualité de vie des personnes atteintes et conduit, à terme, à leur décès. La maladie est causée par une anomalie génétique. Bien que les symptômes apparaissent généralement à l’âge adulte, des anomalies au niveau des cellules cérébrales sont détectables dès le développement embryonnaire et dans les premières phases de la vie. De nombreuses études ont montré que l’activité de certains gènes est perturbée dans le cerveau des patients atteints de la maladie de Huntington, en particulier dans le cortex, une région essentielle aux fonctions cognitives. Fait notable, des gènes normalement actifs uniquement au cours du développement précoce se réactivent de manière anormale chez les adultes malades. Toutefois, les mécanismes à l’origine de cette dérégulation, le moment précis de son apparition et son rôle dans la progression de la maladie restent encore mal compris. L’objectif de ce projet est d’étudier l’impact de ces gènes liés au développement cérébral lorsqu’ils sont anormalement exprimés à l’âge adulte. Il s’agit de déterminer s’ils contribuent à l’apparition de la maladie et aux dysfonctionnements des neurones. Pour cela, l’expression de cinq gènes d’intérêt sera modulée chez des souris non génétiquement modifiées à l’aide d’un vecteur viral permettant d’introduire ces gènes dans le cerveau. Des analyses comportementales, moléculaires et histologiques seront ensuite réalisées. Les résultats seront comparés à ceux obtenus chez des souris génétiquement modifiées servant de modèles de la maladie de Huntington. Cette approche permettra de mieux comprendre le rôle de ces gènes dans le développement et la progression de la maladie.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre dans quelle mesure la neurodégénérescence résulte d’une altération de l’expression de gènes impliqués dans le développement du cerveau. En étudiant ces phénomènes chez la souris, un lien entre ces perturbations et les symptômes de la maladie de Huntington (MH) sera étudié. Ces travaux permettront de mieux comprendre les mécanismes à l’origine de la maladie et pourraient conduire à l’identification de nouvelles pistes thérapeutiques pour les patients atteints de la MH. L’analyse de l’expression de ces gènes pourrait également servir d’indicateur pour identifier des périodes clés du développement au cours desquelles un traitement aurait le plus de chances de prévenir ou de retarder l’apparition de la maladie. Enfin, les connaissances acquises sur le rôle des gènes du développement dans la dégénérescence neuronale pourraient s’appliquer à d’autres maladies neurodégénératives. Elles pourraient ainsi contribuer à la mise au point de traitements ciblant des mécanismes communs à plusieurs maladies.
Procédures
Les souris génétiquement modifiées utilisées dans ce projet, modèles de la maladie de Huntington, développeront progressivement des symptômes neurologiques et moteurs légers, détectables uniquement par des tests comportementaux spécifiques conçus à cet effet. Nous élèverons ces animaux et réaliserons un petit prélèvement de tissus chez l’ensemble de ces souriceaux (vigiles) afin de connaitre leur patrimoine génétique (une fois, durée inférieure à 1 minute par prélèvement). En parallèle, des animaux non génétiquement modifiés se verront administrer une solution permettant de modifier l’expression de certains gènes nécessaires au développement normal du cerveau soit par injection (une seule fois, sous anesthésie générale maximum 5 minutes, 30 secondes maximum par injection), soit lors d’une chirurgie (une seule fois, sous anesthésie générale, 1h maximum). Les souris ayant reçu les injections et une partie des souris génétiquement modifiées réaliseront une série de tests comportementaux évaluant les réflexes (1 test de 10 minutes une fois et 2 tests de 2 minutes chacun 1 fois), la locomotion (1 test de 4 minutes 1 fois), la coordination motrice (1 test avec 1 essai de 5 min par jour pendant 2 jours, 1 test avec 1 essai de 5 minutes par jour pendant 4 jours puis 5 essais de 5 min avec 10 minutes de repos entre chaque le cinquième jour), l’activité locomotrice (1 test de 5 min), l’anxiété (2 tests de 5 min chacun 1 jour), la mémoire (1 test de 5 min et 2 tests avec 2 essais de 10 minutes espacés d’1h30 chacun 1 jour), les comportements sociaux (1 test de 10 min, 1 test en 3 essais de chacun 10 minutes espacés de 5minutes puis 1 test avec 4 essais de 5 minutes espacés d’1h à 24h) et enfin l’olfaction (1 test de 26 min et 1 test de 5 min). Les tests seront répartis dans le temps avec les réflexes et la locomotion déjà effectués sur 3 jours puis tous les autres tests minimum 2,5 mois après et répartis sur 3,5 semaines. Cette série de 3,5 semaines pourra être répétée deux fois maximum par animal avec 6mois minimum de repos entre chaque série. Une partie des animaux utilisés dans ce projet sera euthanasiée en fin de procédure pour nos analyses.
Impact sur les animaux
Le prélèvement réalisé pour l’analyse des modifications génétiques peut provoquer une douleur légère et brève, ainsi qu’un faible risque de saignement. Chez certaines souris porteuses d’une modification génétique, des signes cliniques peuvent apparaître avec l’âge en lien avec la modification génétique. Ceux-ci peuvent inclure des difficultés à se déplacer, une diminution de l’activité, une posture anormale et une perte de poids. Certaines interventions, réalisées sous anesthésie générale, comportent des risques limités, tels qu’une baisse de la température corporelle, une sécheresse des yeux ou, plus rarement, des troubles respiratoires ou cardiaques. Après l’administration de substances ou de traitements, les animaux peuvent ressentir une légère et brève douleur au point d’injection, un inconfort temporaire ou présenter un léger saignement. Les chirurgies seront associées à des risques de douleur ou inconfort de courte durée après l’intervention. Il existe également un risque que les mères rejettent leurs petits après certaines manipulations précoces. Les tests destinés à évaluer le comportement peuvent provoquer un stress léger en raison de la manipulation et des changements d’environnement. L’un de ces tests nécessite une mise à jeûne pendant vingt-quatre heures, ce qui peut engendrer une sensation de faim, de la fatigue et une légère perte de poids réversible immédiatement après l’arrêt du jeûne.
Devenir
Une partie des animaux (4898) seront euthanasiés soit parce que cela est nécessaire pour obtenir les tissus cérébraux en vue des études biologiques qui permettront de comprendre les mécanismes de la maladie de Huntington soit parce qu'il ne sera pas possible de les réutiliser ou replacer du fait de leur modification génétique. Une partie des animaux (1440) pourra être ré-utilisée dans d’autres projets si cela est possible.
Remplacement
Les effets de la modification de l’activité de certains gènes impliqués dans le développement du cerveau seront étudiés sur des neurones cultivés en laboratoire et issues de souris non-transgéniques. Cette approche permettra de limiter le recours aux animaux en réalisant d’abord des analyses au niveau cellulaire. Elle permettra d’examiner les effets de ces modifications à différents stades de maturation des cellules, correspondant à des périodes précoces du développement et à l’âge adulte. Néanmoins, les études du développement cérébral présentent des limites importantes dans les modèles in vitro. Par exemple, les organoïdes cérébraux constituent des modèles intermédiaires intéressants, mais ils ne reproduisent pas fidèlement le développement cérébral in vivo, en particulier l’ensemble des interactions cellulaires, l’environnement tissulaire et la vascularisation. Toutefois, certains aspects de la maladie de Huntington, notamment les troubles du mouvement, de la coordination, de l’odorat, ainsi que les altérations des comportements anxieux, sociaux et cognitifs, ne peuvent pas être étudiés sur des cellules et modèles in vitro. Leur évaluation nécessite l’utilisation de modèles animaux, indispensables pour comprendre les effets de la maladie sur l’organisme dans son ensemble. Des modèles de souris spécialement développés pour reproduire la maladie de Huntington existent déjà et seront utilisés dans ce projet. Ils permettront d’évaluer les conséquences de la modification de l’activité des gènes étudiés et d’en mesurer l’impact sur les symptômes caractéristiques de la maladie. Cette approche contribuera à améliorer la compréhension de ses mécanismes et à orienter le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques, tout en veillant à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés.
Réduction
Le nombre total d’animaux prévu pour ce projet est de 6338. Pour l’étude des modèles de la maladie de Huntington, le nombre d’animaux a été déterminé de manière à garantir la fiabilité et la robustesse des résultats scientifiques. Ce calcul repose sur des données issues de la littérature scientifique et sur des estimations préalables permettant d’obtenir des conclusions solides tout en limitant le recours aux animaux. Afin de prendre en compte d’éventuelles pertes liées à l’élevage ou aux procédures expérimentales, une marge de sécurité a été intégrée. Ainsi, 30 animaux par groupe seront utilisés. Ces animaux seront étudiés dans deux lignées distinctes et deux cohortes indépendantes, à différents âges. L’élevage sera géré de façon rigoureuse afin de produire uniquement le nombre d’animaux strictement nécessaire en prenant en compte une marge de sécurité prévue pour garantir l’obtention du nombre suffisant d’animaux nécessaires à la réalisation de l’étude. Pour les études visant à moduler l’expression de certains gènes impliqués dans le développement du cerveau, une approche similaire a été adoptée. Le nombre d’animaux a été calculé afin de garantir la pertinence des résultats à l’aide d’un calcul statistique et en tenant compte d’une marge de sécurité destinée à anticiper d’éventuelles pertes expérimentales, telles que des échecs de procédures ou des problèmes techniques, l’effectif a été fixé à 30 animaux par groupe. Ces effectifs permettront de réaliser des analyses statistiques appropriées afin de garantir la validité des conclusions. Les groupes seront constitués à parts égales de males et de femelles afin de limiter les biais liés au sexe. Si aucune différence entre les sexes n’est observée, les données seront regroupées pour renforcer la solidité des résultats et réduire le nombre total d’animaux utilisés. Enfin, si des résultats concluants sont obtenus avant l’utilisation de tous les animaux prévus, notamment ceux inclus dans la marge de sécurité, un nombre inférieur au maximum autorisé sera effectivement utilisé.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des conditions conformes à la réglementation en vigueur et adaptées à leur espèce. Ils disposeront d’eau et de nourriture à volonté, ainsi que d’un environnement enrichi comprenant notamment du matériel pour construire un nid et des bâtonnets de bois à ronger. Ils seront observés quotidiennement afin de garantir leur bien-être. En cas d’anomalie, l’information sera immédiatement transmise à l’équipe de recherche, au vétérinaire et à la structure chargée du bien-être animal, afin d’assurer une prise en charge rapide et adaptée. Des critères d’arrêt stricts (points limites) seront appliqués pour éviter toute souffrance. Le prélèvement destiné à l’analyse génétique est rapide, maîtrisé et réalisé sur de jeunes animaux afin de favoriser une cicatrisation rapide. Le matériel utilisé est propre et désinfecté entre chaque animal. Les lignées de souris susceptibles de développer des signes de souffrance en lien avec leur modification génétique seront euthanasiées avant l’apparition de ces symptômes afin de prévenir toute détresse. Si les animaux présentent une diminution d’activité ou une légère perte de poids, nous ajouterons un soutien nutritionnel et hydrique dans la cage pour favoriser leur rétablissement. Les procédures nécessitant l’administration de substances ou une intervention chirurgicale seront réalisées sous anesthésie générale afin de réduire la douleur et le stress, avec l’administration d’un traitement antidouleur approprié à l’acte. Pendant l’anesthésie, la température corporelle sera maintenue et les yeux protégés pour éviter tout inconfort. La profondeur de l’anesthésie, la respiration et les réflexes seront surveillés en continu. Le réveil sera attentivement suivi dans un environnement chauffé, et les animaux ne seront replacés dans leur cage qu’après récupération complète. Les interventions auront lieu le matin et feront l’objet d’une surveillance attentive, notamment durant les jours suivant la procédure. Les évaluations comportementales seront organisées de manière progressive, en commençant par les moins stressantes, afin de limiter l’anxiété et d’éviter toute influence sur les résultats. Lors du test nécessitant une mise à jeun, l’alimentation sera rétablie immédiatement après le test afin de réduire le stress des animaux.
Choix des espèces
L’impact de la modification de l’activité de certains gènes impliqués dans le développement du cerveau sur des troubles similaires à ceux observés dans la maladie de Huntington ne peut pas être étudié uniquement sur des cellules en laboratoire. En raison des similitudes importantes entre le cerveau humain et celui de la souris, cette espèce constitue un modèle pertinent pour analyser les effets de ces modifications sur le comportement et la dégénérescence des neurones. De plus, l’évolution de ces maladies dépend étroitement des interactions entre les cellules du cerveau, qui ne peuvent être reproduites de manière fiable en dehors d’un organisme vivant. Certains modèles de souris spécialement développées pour reproduire la maladie de Huntington n’existent que chez cette espèce et présentent des caractéristiques proches de celles observées chez les patients. Leur utilisation est donc essentielle pour atteindre les objectifs scientifiques du projet. Les souris recevant les traitements expérimentaux seront étudiées à différents stades de la vie : au début de la vie, pendant la croissance et à l’âge adulte. Cette approche permettra d’évaluer l’impact des gènes étudiés sur le développement et le fonctionnement du cerveau à des périodes clés. Les effets observés seront ensuite analysés à l’aide de tests comportementaux réalisés à différents âges, afin de suivre l’apparition et l’évolution d’éventuels troubles moteurs, cognitifs et sociaux. Les souris génétiquement modifiées, modèles de la maladie, auront un prélèvement de tissus à l’âge de 7 à 10 jours pour déterminer leurs modifications génétiques. Cet âge précoce permet de bénéficier de la cicatrisation rapide observée chez les jeunes animaux et de connaitre leur modification génétique très tôt pour pouvoir les intégrer dans les études expérimentales.
Suivi, génotypage et gestion de la production d’animaux d’une lignée souris développant une maladie neurodégénérative (EU 1/2)
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
1 686 souris vont être utilisées pour produire et entretenir une lignée porteuse d'une mutation neurodégénérative, chacune subissant à douze jours de vie une biopsie d'oreille de deux millimètres et un tatouage de phalange sous anesthésie. Les procédures sont déclarées de souffrance légère, le porteur écrivant qu'aucune nuisance n'est liée au génotype puisque les souris n'atteindront pas l'âge d'apparition des symptômes. Le devenir se règle par génotype : les femelles, les embryons et les souriceaux sont tués pour prélever des tissus, les reproducteurs le sont vers douze mois ou dès que leur fécondité baisse, et certaines souris sont gardées jusqu'à un an pour tenir compagnie aux souris destinées aux expériences. Comme il s'agit d'organismes génétiquement modifiés, le porteur exclut toute adoption.
Objectifs
Ce projet, déployé sur deux établissements utilisateurs, a pour objectif de permettre une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans le développement d’une maladie neurodégénérative fatale chez l’Homme. Cette maladie génétique entraine des troubles moteurs et sensoriels chez les patients dès l’enfance et affecte plusieurs organes du système nerveux et neuromusculaire comme le cerveau, le cervelet, la moelle épinière, les nerfs et les muscles. Pour mieux comprendre les mécanismes de cette pathologie et tester de nouvelles approches thérapeutiques, nous avons développé chez la souris, un modèle de la maladie qui reproduit les troubles moteurs et sensoriels retrouvés chez les patients. Afin de poursuivre ces recherches, nous devons produire et maintenir cette lignée de souris ainsi que génotyper les animaux afin de savoir s’ils sont exempts, porteurs ou atteints de la maladie. Nous réalisons également des prélèvements de tissus à différents stades de développement pour identifier les mécanismes physiopathologiques et investiguer l’évolution de la maladie ainsi qu’évaluer l’efficacité de nouvelles thérapies développées au laboratoire.
Bénéfices attendus
L'étude de modèles pour cette maladie neurologique est essentielle pour mieux la comprendre et développer de futurs traitements. Grâce à ces recherches, plusieurs avancées sont attendues : 1) Une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans cette maladie rare. 2) Une connaissance sur le développement du système nerveux normal et dans le cadre de cette maladie 3) L’identification de nouvelles cibles et, potentiellement, de futurs traitements. Ces travaux sont une étape clé pour progresser vers des solutions thérapeutiques adaptées aux patients concernés.
Procédures
Prélèvement d’une biopsie d’oreille de 2 mm maximum sur animaux anesthésiés à partir de 12 jours de vie au sein de l’établissement utilisateur 1 (manipulation nécessitant quelques secondes par individu).
Impact sur les animaux
- Les souriceaux, à partir de 12 jours de vie, subiront une biopsie à l’oreille et un tatouage de phalange pour l’identification. Les souriceaux manipulés peuvent ressentir un court stress dû à leur brève contention, ainsi que la mère, séparée de sa portée le temps de la procédure. Le prélèvement de la biopsie et le tatouage, réalisés sous anesthésie gazeuse, peuvent générer une courte et légère douleur. - La manipulation répétée pour l’identification des géniteurs, leur mise en accouplements et la vérification des bouchons vaginaux et des gestations causent un stress léger et court, qui s’atténue à mesure que les animaux s’habituent à l’expérimentateur. - Nuisances dues au phénotype : Il n’y a aucune nuisance liée au génotype car les animaux n’atteindront pas l’âge d’apparition des symptômes phénotypiques.
Devenir
Les animaux utilisés dans ce projet sont des organismes génétiquement modifiés qui ne peuvent être adoptés. Après génotypage, les animaux alimenteront les cohortes de reproducteurs selon leur génotype. Les femelles et les embryons/souriceaux seront mis à mort pour prélèvements de tissus désirés. Lorsque leur âge approchera 12 mois ou si une baisse importante de la fécondité est constatée, les animaux reproducteurs seront mis à mort, avec prélèvement de tissus alimentant une biobanque selon le génotype.
Remplacement
Les mécanismes physiopathologiques de cette neuropathie rare sont encore mal compris et les recherches se poursuivent pour mieux les caractériser. Les interactions cellulaires complexes du cervelet ou des ganglions rachidiens dorsaux (par exemple interaction entre différents types cellulaires du système nerveux) ne peuvent pas être reproduites en laboratoire sur des cellules isolées ou par des simulations informatiques. C’est pourquoi l’utilisation de modèles animaux est essentielle : elle permet d’étudier les mécanismes de la maladie et de tester de nouvelles approches thérapeutiques. En parallèle, notre équipe se concentre toutefois également sur des modèles alternatifs de culture cellulaire (tels que les cultures de lignée ou des cultures à partir de cellules souches reprogrammées) et de modélisation permettant de déterminer certains mécanismes in vitro. Malgré cela, il n’est pas possible à l’heure actuelle de remplacer totalement les modèles murins ou les cultures primaires par des modèles purement in vitro, en particulier pour les neurones qui ne peuvent être congelés ou immortalisés.
Réduction
Pour mener nos recherches, nous appliquons une gestion rigoureuse du nombre d’animaux utilisés. Le nombre d’animaux sera limité au strict nécessaire par une gestion appropriée des plannings de croisement et la sélection de reproducteurs, afin de favoriser au mieux l’obtention d’animaux de génotypes désirés. Lorsque c’est possible, les mêmes reproducteurs sont réutilisés. Les modèles animaux sont utilisés uniquement lorsque cela est indispensable pour nos études en cours. Nous ajustons le nombre d’animaux en fonction des analyses nécessaires pour garantir les résultats scientifiques en utilisant le nombre minimum d’animaux. De plus, nous utilisons des souris des deux sexes, ce qui permet de réduire le nombre de portées nécessaires. Les tissus prélevés sur les animaux permettront de réaliser des expériences ex-vivo / in vitro et de multiplier les conditions expérimentales à partir d’un seul prélèvement / un seul animal. Les tissus issus des animaux sont systématiquement conservés dans une biobanque et partagés avec d’autres projets de recherche compatibles, maximisant ainsi leur utilité. Nous avons mis en place un programme de cryoconservation pour éviter de maintenir des lignées qui ne sont pas utilisées activement dans nos études. Cela nous permet de ne pas conserver des animaux plus de 9 mois si leur utilisation n’est pas nécessaire.
Raffinement
Pour réaliser les analyses génétiques nécessaires sur les animaux, une petite biopsie de l’oreille (2 mm maximum) sera prélevée. Cette méthode permet d’éviter les complications couramment associées aux bagues numérotées et les contaminations entre échantillons lors de l’analyse (notamment observées pour la collecte de poils qui n’est pas adaptée pour un grand nombre d’animaux). Le prélèvement est rapide (quelques secondes par animal), réalisé sous anesthésie par le personnel de l’établissement utilisateur 1. La douleur et le stress sont minimes. Chaque animal est surveillé de façon individuelle et quotidienne. Des points limites stricts et spécifiques au projet ont été mis en place pour soustraire l’animal à la souffrance. Des enrichissements et de la nourriture gélifiée pourront également être proposés pour améliorer leur confort. Lorsque cela est possible, les mâles reproducteurs seront placés avec leurs descendants après le sevrage pour limiter leur isolement. De plus, certains animaux non destinés aux expériences seront conservés jusqu’à un an d’âge maximum afin d’accompagner les animaux d’intérêt et éviter qu’ils restent seuls avant leur utilisation.
Choix des espèces
Avec 98% d’identité protéique avec l’Homme et une physiologie comparable à l’humain, la souris constitue un modèle idéal pour reproduire les pathologies humaines afin de les étudier dans un contexte physiologique. L’étude réalisée sur notre modèle a montré qu’il reproduit pour la première fois les désordres moteurs et sensoriels retrouvés chez les patients, justifiant son utilisation pour avancer sur la compréhension des mécanismes pathologiques et sur des approches thérapeutiques. Le développement embryonnaire et post-natal rapide permet d’obtenir des cohortes en quelques semaines et la petite taille des animaux est adaptée aux travaux en histologie. Les animaux pour la reproduction seront sélectionnés à l’âge de maturité sexuelle (8 semaines pour les mâles, 6 semaines pour les femelles). Les individus reproducteurs seront utilisés jusqu’à l’âge de 12 mois maximum (sauf baisse de la fertilité importante avant ce repère). Les tissus sont prélevés à partir à des stades embryonnaires et jusqu’à 28 jours post-natal. L’utilisation d’animaux à ces stades précoces de développement nous permet d’étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans le développement neuronal.
Neuromodulation par interluminescence des circuits spinaux sous-tendant la récupération locomotrice au décours d’une lesion de la moelle épinière chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Tuées à trois mois et demi pour prélever leur moelle épinière, 512 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. L'équipe injecte un vecteur viral dans leur moelle épinière, provoque une lésion médullaire, puis mesure leur marche pendant sept semaines. Les tâches locomotrices ne sont pas détaillées, et le porteur ne retient de la lésion que la douleur, l'infection et le stress. Sur les 512 souris déclarées, il en compte 44 comme "animaux expérimentaux", et indique par ailleurs que les souris n'ayant pas le bon phénotype sont tuées à l'issue du tatouage et du génotypage.
Objectifs
L'objectif de ce projet est d'évaluer dans quelle mesure la réorganisation des circuits neuronaux au sein de la moelle épinière peut permettre d'améliorer la récupération neurologique au décours d'une lésion médullaire. Nous testerons dans cette étude une stratégie visant à renforcer la plasticité des circuits neuronaux dans la moelle épinière.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mesurer la récupération locomotrice induite par un renforcement de la plasticité des circuits spinaux au décours d'une lésion médullaire. A plus long terme, ces résultats permettront d'envisager des stratégies thérapeutiques translationnelles chez des patients blessés médullaires.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes, toutes réalisées à l'âge adulte : injection du vecteur viral dans la moelle épinière puis réalisation d'une lésion médullaire ; réalisation de tâches locomotrices et évaluation de la marche pendant 7 semaines ; euthanasie pour prélèvement de la moelle épinière.
Impact sur les animaux
Les animaux peuvent expérimenter des effets secondaires aux procédures chirurgicales (douleur, infection) et à l'évaluation comportementale (stress).
Devenir
Les animaux n'ayant pas le bon phénotype seront euthanasiés à l'issue du tatouage/génotypage. Les animaux expérimentaux seront euthanasiés à 3.5 mois en vue du prélèvement post-mortem de la moelle épinière.
Remplacement
Ce projet ayant pour objectif d'évaluer la récupération locomotrice au décours d'une lésion médullaire in vivo, le recours à des alternatives au modèle animal (lignées cellulaires, simulations, etc) est impossible.
Réduction
Le nombre d'animaux sera réduit au minimum nécessaire à l'obtention d'un nombre statistiquement suffisant pour réaliser une analyse comportementale et transcriptomique robuste. Une analyse statistique du nombre d'animaux nécessaires conduit à un total de 44 animaux expérimentaux pour l'étude.
Raffinement
L’ensemble des expériences de lésions et d’injections seront réalisées sous anesthésie générale. La température des animaux sera maintenue à l'aide d’un tapis chauffant et des antalgiques seront administrés en pré et post-opératoire. Une observation attentive sera effectuée après réveil de l’animal (prise de poids quotidienne et analyse de la douleur). Si l’animal présente un état physiologique anormal (douleurs persistantes, perte de poids), l’animal sera euthanasié.
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris comme modèle en raison de la nécessité de réaliser ces expériences in vivo, et des nombreuses recherches menées et à venir sur les circuits spinaux et l'intégration proprioceptive chez cette espèce. L'utilisation d'un modèle murin nous permettra de comparer directement nos résultats avec ceux d'études antérieures réalisées dans notre laboratoire et ailleurs. Nous utiliserons exclusivement des animaux adultes pour les procédures expérimentales. L'utilisation d'animaux adultes se justifie par : la nécessité de réaliser une injection intraspinale puis du délai nécessaire à la diffusion puis expression du transgène ; et la nécessité de réaliser une évaluation comportementale avec un suivi longitudinal.
MAMBA : Impact des additifs des laits infantiles sur l’axe microbiote-cerveau
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système nerveux
Six tests comportementaux par souris sur trois semaines, dont un labyrinthe en Y et une piscine équipée d'une plateforme de sortie, plus quatre prélèvements sanguins isolés et trois séries de prélèvements étalées sur deux heures : 288 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des souriceaux de dix-huit jours reçoivent de l'ovalbumine par voie intrarectale sous anesthésie, puis sont tués par dislocation cervicale une heure après leur réveil. L'objet est de mesurer les effets des additifs des laits infantiles sur l'intestin et le cerveau, avec des résultats destinés à éclairer l'Efsa et l'Anses. Le porteur qualifie ces tests comportementaux de "non invasifs et n'induisant pas de stress", tout en annonçant que certaines souris pourraient développer une inflammation intestinale chronique et un comportement anxieux.
Objectifs
Le lait maternel joue un rôle essentiel dans la croissance des nouveau-nés. Il module entre autres le microbiote intestinal, qui lui-même participe au bon développement du cerveau et de la santé. De nombreux nourrissons sont alimentés avec des laits de substitution en poudre. Ces préparations contiennent des additifs, utilisés notamment pour améliorer leur texture ou leur conservation. Il a déjà été montré que certains de ces additifs peuvent perturber l’équilibre du microbiote intestinal, entraînant une dysbiose et une inflammation intestinale chez l’adulte. En revanche, leurs rôles et leurs conséquences sur le développement du cerveau durant la période néonatale sont peu explorées et leurs effets à plus long terme sur le comportement restent inconnus. Ce projet a pour objectif d'étudier chez l'animal les effets de la consommation durant la période néonatale de laits contenant ces additifs sur l’axe intestin-cerveau à différentes périodes de la vie.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont multiples. Sur le plan fondamental, ce projet apportera des connaissances nouvelles sur les mécanismes par lesquels l'alimentation agit sur la santé intestinale et le développement cérébral durant la période néonatale, et sur la façon dont les perturbations précoces du microbiote peuvent influencer l’apparition d’inflammation intestinale et le comportement à long terme. Sur le plan appliqué, les résultats viendront éclairer les évaluations des risques sanitaires liés à ces additifs chez les nourrissons. Ils pourront orienter l'optimisation des formulations des laits infantiles et fournir des éléments scientifiques utiles aux instances de réglementation (Autorité européenne de sécurité des aliments (Efsa), agence nationale de sécurité sanitaire (Anses)), dans une perspective de meilleure protection de la santé des nouveau-nés. Enfin, ces travaux contribueront à enrichir les recommandations nutritionnelles destinées aux familles et aux professionnels de santé.
Procédures
Les animaux subiront 4 prélèvements uniques de sang pour une durée inférieure à 1 minute afin de mesurer la gly-cémie. Les animaux subiront 3 prélèvements multiples de sang sur une durée de 2h, chacun de ces prélèvements mul-tiples seront séparés d’au moins une semaine afin de mesure la glycémie lors d’un test de tolérance au glucose. Les animaux adultes seront impliqués dans des tests de comportement non invasifs et n'induisant pas de stress chez l'animal. Les animaux adultes seront au préalable soumis à une phase d’habituation d’une semaine qui n'induira que peu ou pas de stress chez: chaque jour, ils seront exposés à l’expérimentateur et à la salle de comportement pendant une durée de 30 minutes à 1 heure, afin de réduire le stress lié à la manipulation et à l’environnement expérimental. À l’issue de cette période, une série de tests comportementaux sera réalisée pour évaluer différents aspects tels que l’anxiété, la sociabilité, la mémoire et l’hyperactivité. Ces évaluations reposeront sur les paradigmes suivants : • tes de l’anxiété : Les dispositifs expérimentaux combineront des zones ouvertes/éclairées et des zones fermées/protégées. Le temps de présence dans chaque type de zone sera quantifié sur une période de 10 minutes • évaluation de la mémoire : phase d’habituation de 10 minutes durant laquelle l’animal est placé dans une arène contenant des objets, dans un labyrinthe en Y ou dans une piscine équipée d'une plateforme pour permettre à l'animal de sortir de l'eau. Suite à une modification de la configuration (changement d’objets ou d’accessibilité des zones), une phase de test de 10 minutes permettra de mesurer la capacité de reconnaissance ou de spatialisation de l’animal. • évaluation de la sociabilité : mesureront la préférence naturelle de l’animal à interagir ou à passer du temps à proximité d’un congénère plutôt que d’un objet inanimé, sur une durée de 10 minutes Chaque test comprendra une phase d’habituation de 10 minutes à l’arène, suivie d’une phase de test de 10 minutes par animal. La fréquence des tests est limitée à un seul test par jour et par animal au maximum, pour un total d’environ 6 tests par animal répartis sur une période de trois semaines. • animaux jeunes adultes agés de 18 jours subiront une administration intrarectale d’ovalbumine après anesthésie à l’isoflurane. Après 1h de phase de réveil, ils seront mis à mort par dislocation cervicale.
Impact sur les animaux
Certaines procédures pourraient induire une inflammation intestinale chronique de bas bruit sans ulcération majeure et qui n’a pas de conséquences visibles sur le phénotype. De plus, certains animaux pourraient développer des dérégulations métaboliques, caractérisées notamment par une augmentation de la masse grasse ainsi que présenter un comportement anxieux. Les tests comportementaux réalisés sur animaux adultes entraineront peu ou pas de stress.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car l’analyse de leurs organes est nécessaire pour répondre à notre hypothèse de travail.
Remplacement
Des modèles in vitro de culture de microbiote intestinal ainsi que des modèles cellulaires permettant de mimer la barrière intestinale existent. Cependant, le recours au modèle murin est indispensable dans le cadre de ce projet afin de comprendre les interactions hôte / microbiote et notamment cerveau/intestin/microbiote en lien avec le développement d’inflammation chronique de bas bruit et de troubles du comportement. Des animaux plus simples tels que la drosophile, C. elegans ou le poisson zèbre ne peuvent pas non plus être utilisés car la physiologie du développement cérébral et du comportement de ces animaux est très différente de celle des mammifères.
Réduction
Un nombre minimum d'animaux suffisant pour assurer la reproductibilité de l’expérience et appliquer des tests statistiques entre les différentes conditions sera inclus dans chaque groupe. Des études précédentes ont montré que dans le même type de procédure, l’utilisation de 12 souris par condition et par sexe était nécessaire afin d’atteindre des résultats interprétables et garantir l’utilisation de tests statistiques appropriés. Les tests statistiques envisagés dans le cadre de ce projet l’ont été après avis recueilli auprès de biostatisticiens pour des projets similaires. De plus, il s’agit d’une expérience au design longitudinal, ce qui nous permet d’observer le phénotype des souris aux différents stades de développement et donc limiter le nombre de souris nécessaires.
Raffinement
Les procédures décrites visent à réduire autant que possible le mal-être animal. Dans un souci de raffinement, un suivi étroit des animaux et des points limites précoces et adaptés seront mis en place tout au long des expérimentations. Des points limites spécifiques et précoces sont définis pour chaque protocole. Dès l’apparition d’un signe clinique, différentes méthodes de raffinement seront appliquées pour éviter ou minimiser l’inconfort ou la douleur : utilisation de gel de réhydratation, réhydratation sous-cutanée, renforcement de l’enrichissement.
Choix des espèces
Cette étude privilégie la souris comme modèle de référence pour analyser l'impact des additifs alimentaires sur le microbiote intestinal et le développement cérébral néonatal. Ce choix se justifie par la capacité à suivre précisément les interactions microbiote-système immunitaire dès la naissance grâce à des outils d'analyse avancés. Bien que simplifiée, la physiologie mu-rine offre une pertinence conceptuelle et souvent directe pour comprendre les mécanismes chez le nouveau-né humain. En pratique, la souris est indispensable : sa reproduction rapide permet d'obtenir de grandes portées pour suivre les effets à long terme d'une exposition nutritionnelle précoce, de la nais-sance à l'âge adulte. De plus, c'est l'espèce la mieux maîtrisée pour évaluer les fonctions co-gnitives et comportementales en milieu contrôlé. Ces avantages combinés garantissent une efficacité optimale dans la recherche tout en assurant une représentation physiologique fiable des processus biologiques humains. Le premier groupe sera suivi jusqu’à l’âge du sevrage, soit environ trois semaines. Cette période constitue la phase d’exposition aux additifs ; c’est également une fenêtre de développement où le microbiote intestinal et le cerveau sont particulièrement sensibles à l’environnement nutritionnel. Le second groupe sera suivi jusqu’au 18ème jour de vie. Cette période constitue la phase d’exposition aux additifs ; c’est également une fenêtre de développement où le microbiote intestinal et le système immunitaire sont modulés par l’environnement nutritionnel. Le troisième groupe sera maintenu dans les mêmes conditions jusqu’à l’âge adulte, l’exposition aux additifs étant limitée à la seule période néonatale. Ce suivi longitudinal permettra de vérifier si les éventuelles perturbations observées chez le jeune animal perdurent et influencent le comportement et l’état général à long terme. L’utilisation de ces deux stades est indispensable à la démarche scientifique : la période néonatale représente le moment critique de l’exposition alimentaire, tandis que l’évaluation à l’âge adulte est nécessaire pour mesurer l’existence d’effets différés.
Caractérisation Multimodale de Modèles Animaux par IRM -MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Rats : 100
La pose d'un cathéter sous-cutané, qui peut entraîner des douleurs, concerne environ la moitié des souris et des rats, et un petit nombre d'entre eux subit une chirurgie sous anesthésie profonde pour recevoir un agent de contraste dans le cerveau, sans réveil. 200 souris et 100 rats, 300 individus au total, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, avec une à quatre séances d'imagerie en contention, chacune de deux heures trente au maximum. Tous sont tués après la dernière séance pour prélever leur cerveau. Le porteur qualifie pourtant l'IRM de "méthode indolore et non invasive", après avoir décrit un risque d'hypothermie sous anesthésie prolongée, un inconfort de positionnement et un léger risque de saignement pendant la chirurgie.
Objectifs
En neurosciences, les études précliniques menées avec des modèles rongeurs sont souvent réalisées pour identifier des « signatures » - des biomarqueurs – des mécanismes cérébraux sains ou pathologiques pour envisager un transfert vers une recherche clinique. L’Imagerie par résonance magnétique (IRM) préclinique constitue un outil majeur pour l’étude des pathologies neurodéveloppementales, neurologiques et psychiatriques, car elle offre une exploration non invasive de multiples paramètres fonctionnels et anatomiques du cerveau des modèles étudiés. Il existe plusieurs modalités d’IRM, chacune ayant ses spécificités et permettant la caractérisation de paramètres précis mais restreints et une modalité utilisée seule ne permet souvent pas d’identifier un biomarqueur. Afin d’optimiser la découverte de biomarqueurs d’intérêt et de favoriser des translations vers la clinique à partir de modèles de pathologies cérébrales, nous proposons de combiner plusieurs modalités d’IRM – on parle d’IRM multimodale – pour offrir une vue d’ensemble détaillée et dynamique des processus biologiques au sein du cerveau d’un modèle rongeur : en multipliant les grilles de lecture, nous sommes capables, pour un modèle rongeur donné, d’évaluer la structure cérébrale, la connectivité fonctionnelle et les profils métaboliques. Nous pouvons ainsi identifier et comparer des biomarqueurs d’intérêt et suivre leur évolution longitudinale. Les modalités d’IRM utilisées dans ce protocole sont multiples et complémentaires : - IRM anatomique pour visualiser les structures cérébrales, offrant ainsi une vue détaillée de l’intégrité structurale du cerveau. - IRM fonctionnelle (IRMf) pour étudier l’activité neuronale et la connectivité fonctionnelle et ainsi obtenir des informations sur les réseaux neuronaux et leurs interactions en réponse à des stimuli. - Spectroscopie par résonance magnétique (MRS) pour étudier le métabolisme cérébral et donc comprendre les mécanismes sous-jacents aux maladies neurologiques et psychiatriques. - Imagerie par transfert de saturation d’échange chimique (CEST) pour détecter des biomarqueurs moléculaires spécifiques. MODIFICATION Une injection dans le cerveau d'un agent de contraste est proposée, pour certains projets, afin d'améliorer la visualisation de l'espace périvasculaire en imagerie post-mortem, notamment pour les pathologies impliquant une altération du système glymphatique.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont nombreux et couvrent plusieurs domaines de la recherche en neurosciences et en imagerie médicale. Nous pouvons identifier notamment : - L’amélioration de la compréhension des maladies neurologiques et psychiatriques. - L’identification de biomarqueurs. - Le suivi longitudinal des maladies. - L’optimisation des modèles animaux. - La translation vers l’imagerie clinique.
Procédures
Pendant les sessions d’IRM, un système de contention adapté sera employé pour assurer l’immobilisation des animaux indispensable à la qualité des acquisitions. les animaux seront placés sous anesthésie gazeuse . Chaque animal pourra subir de 1 à 4 séances d’imagerie selon le projet et le type de modèle : les modèles neurodéveloppementaux ou neurodégénératifs nécessitent généralement des suivis longitudinales, tandis que les autres projets prévoient une seule séance. Un intervalle d’au moins deux semaines sera respecté entre les séances pour limiter le stress. Pour les animaux destinés aux sessions d’IRM fonctionnelle un cathéter en sous-cutané sera placé pour l’administration d’un anesthésique ou d’un tranquillisant médicamenteux, l’anesthésie gazeuse n’étant pas adaptée à ce type d’examen. Cela concernera environ la moitié des animaux. Chaque session IRM n’excédera pas 2 heures et demi. Pour un nombre limité des animaux, une chirurgie sera réalisée sous anesthésie profonde afin d'injecter un agent de contraste en intraventriculaire, sans réveil de l'animal.
Impact sur les animaux
La pose d’un cathéter en sous-cutané pourra entraîner des douleurs. Le positionnement nécessaire pour l’imagerie peut être inconfortable. L’IRM peut induire un stress lié à la manipulation et à l'immobilisation prolongée sous anesthésie. L’examen lui-même n’est pas douloureux, mais la préparation et le maintien immobile de l’animal peuvent entraîner un léger stress. . Une anesthésie prolongée présente un risque d’hypothermie. Un léger risque de saignement pendant la chirurgie est possible.
Devenir
A l’issue de la dernière session IRM, tous les animaux seront euthanasiés pour récupérer leur cerveau pour des études ex vivo indispensables pour confirmer la validité des biomarqueurs qui seront identifiés au cours de l’étude
Remplacement
L’utilisation de modèles animaux est indispensable pour comprendre les mécanismes physiopathologiques et tester de nouvelles approches thérapeutiques.
Réduction
L’application combinée d’imageries anatomiques, fonctionnelles et métaboliques permet une caractérisation plus complète que chaque technique isolée. Le recours à l’IRM multimodale contribue également à la réduction du nombre d’animaux utilisés, en multipliant les mesures obtenues sur un même individu. Nous avons déterminé le nombre d’animaux en fonction des nécessités d’effectifs pour réaliser des statistiques significatives. Cela a été possible grâce aux expériences réalisées précédemment sur les modèles de souris et de rat. L’IRM qui est une méthode indolore et non invasive, permet d’examiner de nombreux paramètres sur un même animal, réduisant ainsi considérablement le nombre d’animaux et d’expériences nécessaires pour obtenir ces informations. Dans le cadre du présent projet plateforme, chaque projet utilisateur accueilli comprend plusieurs groupes expérimentaux, par exemple des animaux modèles et des animaux contrôles, éventuellement différenciés par âge, sexe ou type de modification génétique. Sur une année, la plateforme prévoyoit d’accueillir environ deux projets impliquant la souris et un projet impliquant le rat, chacun comportant 2 groupes de 10 animaux. Sur cinq ans cela correspond à un maximum de 200 souris et 100 rats. En tenant compte des différents groupes expérimentaux ainsi que des acquisitions longitudinales prévues, ce nombre d’animaux est justifié. Il permet de couvrir l’ensemble des besoins liés aux conditions expérimentales, d’assurer la robustesse des résultats obtenus et de réduire au strict minimum le nombre d’animaux utilisés, tout en maximisant les informations recueillies pour chaque individu.
Raffinement
Raffinement Le raffinement repose sur des procédures rigoureuses, la formation du personnel, un suivi quotidien de l’état de santé des animaux, l’observation des signes cliniques et des points limites, ainsi que des soins post-anesthésiques adaptés. Anesthésie Avant chaque examen, les animaux seront anesthésiés par un opérateur qualifié afin d’éviter toute douleur ou stress. Selon le type de session, l’anesthésie sera réalisée sous forme gazeuse ou injectable. Pendant l’examen, les animaux resteront sous anesthésie et leur fréquence respiratoire sera surveillée en continu pour garantir leur sécurité. Chaque session d’IRM durera au maximum 2,5 heures. Après l’examen, les animaux seront surveillés jusqu’à leur réveil complet dans un environnement calme et chauffé. Immobilisation et réduction de l’inconfort Lors des séances d’IRM, la tête des animaux sera stabilisée à l’aide d’un dispositif de maintien adapté, afin d’éviter les mouvements pendant l’enregistrement des images. Pour limiter tout inconfort, une anesthésie locale sera appliquée avant la mise en place du dispositif. Maintien de la température corporelle Les animaux seront maintenus au chaud grâce à un tapis chauffant adapté, afin de prévenir toute hypothermie pendant la procédure.
Choix des espèces
Les fonctions cérébrales des rongeurs sont bien documentées, ce qui en fait des modèles de référence pour l’étude du cerveau. L’utilisation de rats et de souris adultes permet de reproduire plus fidèlement les mécanismes cérébraux observés chez l’adulte, notamment dans le cadre de modèles de pathologies neurologiques ou psychiatriques. Les expériences seront donc réalisées sur des souris adultes (18–35 g) et des rats adultes (150–250 g).
Etude de la représentation neuronale et l’effet comportemental de la stimulation cardiaque MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Opérées pendant deux à quatre heures, parfois par ouverture du thorax pour poser un implant cardiaque, 618 souris passent ensuite jusqu'à sept jours de sessions d'enregistrement en contention, à raison de trois heures par jour sur animal éveillé. Une partie enchaîne des tâches de une à trois heures portant sur la perception du rythme cardiaque, la prise de risque et l'apprentissage, pendant plusieurs mois selon la vitesse à laquelle elles acquièrent la tâche, et reçoit jusqu'à sept administrations d'agents anxiogènes, panicogènes, anxiolytiques ou panicolytiques. Les procédures sont déclarées en souffrance modérée à sévère, l'ouverture du thorax pouvant provoquer des douleurs sévères après l'opération et un risque d'atteinte du cœur ou des poumons. Toutes sont tuées pour analyser leur cerveau et vérifier où les électrodes avaient été implantées.
Objectifs
La perception que nous avons de notre rythme cardiaque peut réguler nos états émotionnels. En conséquence, une dérégulation de cette perception peut prédisposer à des maladies psychiatriques (anxiété, panique). Cependant, le rythme cardiaque est lié à d’autres variables, comme l’activité physique, rendant difficile son analyse spécifique et limitant nos connaissances sur les mécanismes neuronaux de la perception cardiaque. Ce projet, réalisé chez la souris, a 4 objectifs (1) Développement de deux méthodes de manipulation du rythme cardiaque pour pouvoir étudier spécifiquement la perception du coeur. Nous choisirons la méthode permettant le contrôle le plus fin et minimisant les effets sur la physiologie et le comportement. (2) Mesurer comment le cerveau représente l’information cardiaque. Pendant les stimulations cardiaques, nous enregistrerons chez la souris de grandes populations de neurones. Ces mesures permettront de relier l’activité neuronale aux stimulations cardiaques. (3) Evaluer le rôle du cortex dans l’utilisation de l’information cardiaque. Nous effectuerons 3 tâches permettant de mesurer différents aspects de l’impact du cœur : la perception cardiaque, l’effet du cœur sur la prise de risque et sur l’apprentissage respectivement. (4) Evaluer l’impact de molécules utilises en psychiatrie dans l’utilisation de l’information cardiaque. Dans les trois même tâches que (3), nous évaluerons si 4 agents pharmacologiques impliqués dans l’anxiété ou la panique modifient l’impact du rythme cardiaque sur le comportement de l’animal. Ces objectifs contribueront, à plus long terme, à une meilleure compréhension des mesures de perception cardiaques effectuées chez l’humain et à l’impact de cette perception sur certaines maladies psychiatriques.
Bénéfices attendus
La perception que nous avons de l’état de notre corps, et en particulier les battements de notre cœur, repose sur un sens, appelé intéroception. Ce sens nous permet de répondre aux besoins de notre corps (repos, alimentation, régulation cardio-vasculaire…) mais participe aussi à nos prises de décision et à nos états émotionnels. Ainsi, certaines maladies psychiatriques affectives comme l’anxiété ou les crises de panique sont associées à des déficits de perception cardiaque comme l’hypersensibilité ou bien l’insensibilité à ces battements. Cependant les bases neuronales qui nous donnent accès à l’intéroception sont mal connues. Le bénéfice principal de ce projet est d’établir un modèle animal de la perception intéroceptive cardiaque ce qui permettra d’adresser trois questions importantes sans réponse à l’heure actuelle : - Quelle est la précision de la perception intéroceptive cardiaque en comparaison avec les autres sens (audition) ? - Comment le cœur influence-t-il le comportement émotionnel et il y a-t-il un lien avec les maladies psychiatriques? - Quelles zones cérébrales sont fonctionnellement impliquées dans la perception cardiaque ? Certaines maladies psychiatriques et somatique semblent liées à une intéroception de précision réduite (autisme, trouble du déficit de l’attention) ou hypersensible (anxiété, syndrome de l’intestin irritable). Avoir un modèle animal de cette perception permettra donc d’une part d’identifier les bases neuronales pour mieux comprendre et contrôler la variabilité chez l’humain et de tester des hypothèses mécanistiques sur ce qui mène à ces dérégulations.
Procédures
Tous les animaux sont soumis à une chirurgie. Les chirurgies durent entre 2 et 4h maximum. Les animaux sont également soumis à des sessions d’enregistrement chez l’animal éveillé allant jusqu’à 3h pendant un maximum de 7 jours avec maximum une session par jour, chaque session étant espacée d’au moins 12h. Pendant ces sessions, les animaux sont maintenus en contention mais peuvent exprimer divers comportements (course sur une roue, sommeil, toilettage). Un sous-ensemble d’animaux feront également des tâches comportementales d’une à trois heures sur une durée pouvant aller jusqu’à plusieurs mois selon la vitesse à laquelle les animaux acquièrent la tâche. Il y a au maximum une session par jour, chaque session étant espacée d’au moins 12h. Pendant les sessions d’enregistrement, certains animaux reçoivent l’administration d’un agent pharmacologique utilisé en psychiatrie (anxiogène, anxiolytique, panicolytique ou panicogène). Nous effectuons au plus une administration par jour chaque session étant espacée d’au moins 12h. Il y aura au maximum 7 administrations par animal.
Impact sur les animaux
Suite à la chirurgie, les animaux peuvent présenter une activité réduite et ressentir une douleur légère à modérée au niveau de la zone opérée. Pour les animaux qui subissent la chirurgie avec implant cardiaque, il y a un risque pendant la chirurgie d’abîmer le cœur ou bien les poumons engendrant des insuffisances cardio-respiratoires. La thoracotomie peut induire des douleurs plus sévères en post-chirurgie. Le protocole de contention peut engendrer l’inconfort chez l’animal. Un sous ensemble d’animaux recevra l’administration d’agents pharmacologiques qui pourraient augmenter soit l’anxiété soit la sensation de panique. Pendant le projet, nous allons modifier le rythme cardiaque ce qui pourrait imposer une physiologie inhabituelle pour l’animal et donc un stress et réaliser des tests comportementaux qui peuvent induire une gêne aux animaux. MODIFICATION: [En cas de dégradation des implants par les congéneres les animaux peuvent être co-hébérgés dans une cage commune avec séparateur, ce qui peut engendrer un stress.]
Devenir
La mise à mort est nécessaire pour pouvoir effectuer l’analyse histologique sur le cerveau afin de vérifier la position des électrodes implantées.
Remplacement
Ce projet vise à comprendre comment le cerveau réagit à l’état du corps et donc nécessite une interaction intacte entre les deux, il est donc impossible d’utiliser des neurones en culture ou tout autre modèle in vitro ou in silico. De plus, afin de relier l’activité cardiaque à l’état émotionnel et la prise de décision, il est essentiel d’effectuer notre étude chez un animal éveillé qui montre une grande diversité d’états et effectue des tâches de décision.
Réduction
Utilisation de méthodes à haut rendement : Les souris sont particulièrement adaptées à l’étude grâce aux outils performants d’enregistrement de l’activité éléctrique du cerveau et de leurs variables corporelles qui existent. Ces outils permettent d’obtenir très efficacement de grandes populations de neurones et donc de réduire à la fois le nombre d’animaux et le nombre de sessions d’expérience nécessaires pour échantillonner les différentes régions d’intérêt. Utilisation de statistiques adaptées : Dans cette étude, beaucoup de statistiques sont basées sur le nombre de neurones enregistrés et non le nombre d’animaux ce qui permet d’acquérir une grande puissance statistique car les neurones sont enregistrés par centaines. Pour les tests qui nécessitent de comparer des groupes d’animaux, nous calculons la taille des cohortes basé sur ce qui est attendu d’après la littérature pour ne pas utiliser plus d’animaux que nécessaires. Dès que possible, les expériences sont conçues pour effectuer des tests appariés (chaque animal est son propre contrôle) ce qui diminue la variabilité dans nos groupes et diminue donc le nombre d’animaux. Nous utilisons de méthodes accélérant l’apprentissage des tâches que nous avons montré efficace et qui permettent de réduire le nombre d’animaux nécessaire pour obtenir des mesures comportementales.
Raffinement
Chirurgie : Nos procédures sont optimisées pour diminuer la souffrance et le risque anesthésique. Une analgésie adaptée est admnistrée avant et pendant la chirurgie et les jours suivants. Hébérgement : Les animaux sont hébergés à plusieurs dans des cages enrichis (dôme, coton). Ils sont suivis quotidiennement par le personnel de l'animalerie et après chirurgie par l'expérimentateur grâce à la grille de suivis. Les animaux sont habitués progressivement à la manipulation. Points limites : Pour le suivi postchirurgical, une grille d’évaluation permet de donner un score de l’animal et donc d’implémenter des points limites gradués. Pendant les expériences comportementales l’observation du comportement de la physiologie de l’animal permettent d’implémenter des points limites gradués liés à l’inconfort de l’animal. Nous utilisons également les doses minimales d’agents pharmacologiques pour avoir l’effet escompté afin d’éviter des effets secondaires. [Hébérgement : Les animaux sont hébergés dans des cages enrichis (dôme, coton) et si possible (pas de conflit ou dégradation de l'implant) à plusieurs ou alors à deux dans une cage avec séparateur pour éviter l'isolement si les animaux doivent être séparés.]
Choix des espèces
Il est essentiel d’utiliser un mammifère dans cette étude puisque le système cardio-respiratoire est radicalement différent chez les invertébrés ou les amphibiens et reptiles. La souris est un excellent modèle pour acquérir efficacement de grandes populations de neurones parce que les outils d’enregistrement massifs ont été mises au point chez cet animal. De plus, la stratégie expérimentale nécessite l’utilisation de lignées transgénique qui n’existent que chez la souris. Les souris étudiées seront adultes (plus de 8 semaines) au début des expériences. A cet âge, leur cerveau a fini son développement, ce qui est critique pour le bon positionnement des implants dans les régions visées.
Modèles de développement de tissus dérivés de la crête neurale chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système gastrointestinal
- Système nerveux
Vouées à être mises à mort pour des études histologiques, biochimiques et génétiques, 8 160 souris mutantes et témoins vont être produites, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Chacune subit plusieurs contentions, une biopsie et trois à quatre injections, les souris porteuses de la mutation pouvant présenter une perte de poids et une posture anormale. Le bénéfice annoncé tient en une phrase, augmenter la connaissance sur les mécanismes moléculaires du développement de cellules que le résumé ne nomme pas. Rien n'appuie l'effectif de 8 160 souris au-delà de stratégies d'accouplement calculées d'après des expériences antérieures et d'un nombre déclaré "réduit à son minimum".
Objectifs
La quasi-totalité des cellules qui pigmentent la peau, des cellules du système nerveux sont issus d’une structure bien spécialisée dans l’embryon. Une anomalie de développement ou de maintien de cette structure conduisent à des maladies chez l’homme, dont les causes sont incomplètement caractérisées. Grace à la génération des modèles de souris génétiquement modifiées, le projet permettra de déterminer le rôle d’un nouveau mécanisme moléculaire à l'origine de ces maladies.
Bénéfices attendus
Le principal bénéfice attendu du projet est d’augmenter la connaissance scientifique sur les mécanismes moléculaires impliqués au cours du développement des cellules d’intérêt.
Procédures
Plusieurs contentions, une biopsie (quelques secondes), des injections (entre 3 et 4 ; environ 5 sec) seront réalisées.
Impact sur les animaux
La contention et la biopsie peuvent provoquer un stress chez l’animal. La biopsie peut provoquer une légère douleur. Les différentes injections entraineront un stress et une douleur légère au point d’injection (chaque injection dure environ 5 sec). Les souris mutantes pourront présenter une perte de poids et une posture anormale.
Devenir
L'ensemble des animaux mutants et contrôles générés sont voués à être mis à mort pour études histologiques biochimique et génétique.
Remplacement
Le recours à l’utilisation d’un modèle animal est indispensable afin de comprendre comment les mutations d’intérêts impactent le développement des cellules d’intérêt, en particulier les cellules qui pigmentent la peau et les cellules du système nerveux. L'étude des mécanismes impliqués ne peut pas être réalisée uniquement en culture car elle nécessite des interactions entre les différents types cellulaires et doivent être mesurés chez l'animal.
Réduction
Les stratégies d’accouplements ont été calculées selon des expériences antérieures pour générer un nombre suffisant d’animaux pour réaliser au mieux nos expériences. Le nombre de souris est réduit à son minimum. Des tissus seront collectés après mise à mort afin d’approfondir les études moléculaires, cellulaires et génétiques. Chaque souris génèrera donc de nombreuses informations.
Raffinement
Les points limites définis dans le projet seront strictement appliqués et la douleur sera limitée à son maximum. Une grille de score adaptée à la procédure a été mise en place. Pour limiter les nuisances/effets indésirables dues aux injections une aiguille fine sera utilisée.
Choix des espèces
Les mécanismes impliqués dans la formation des cellules qui pigmentent la peau, des neurones et des cellules gliales sont très conservés entre l'homme et la souris. En particulier, les phénotypes observés dans ces cellules après délétion d’un grand nombre de gènes sont très similaires dans les deux espèces. De plus, il existe un ensemble d’outils nécessaires à l’étude de ces cellules qui ont été développés quasiment exclusivement chez la souris. Les stades choisis (jour 18.5 de développement embryonnaire, naissance, jour 4, jour 30) pour l’étude correspondent à des phases précises de leur développement.