Système nerveux
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Génération d’un modèle d’étude d’une malformation d’une veine du cerveau chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
Pour reproduire chez la souris une malformation d'une veine du cerveau qui touche les enfants, 572 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les femelles gestantes subissent l'ouverture de l'abdomen sous anesthésie générale pendant 45 minutes, avec points de suture, puis des injections sous anesthésie une fois par jour pendant deux jours. Les embryons reçoivent dans le cerveau une injection de cinq secondes, qui peut provoquer leur mort. L'effectif n'est adossé à aucun calcul détaillé, le porteur indiquant l'avoir réduit "au minimum nécessaire" et renvoyant l'analyse à un test statistique qu'il qualifie d'"adéquat".
Objectifs
Notre projet a pour objectif de générer un modèle d’étude de la malformation anévrysmale de la veine de Galien chez la souris. Cette pathologie pédiatrique due à la connexion directe anormale entre une artère et une veine cérébrales et conduisant à un anévrysme est associée à des troubles neurologiques graves. Ce projet vise à étudier l’interaction entre le développement du cortex cérébral et du système vasculaire, en exprimant la forme humaine contrôle et des formes mutées de deux gènes impliqués dans cette pathologie chez un modèle de souris contrôle.
Bénéfices attendus
Le principal bénéfice attendu du projet est de connaître l’implication du système neuronal, en particulier le rôle de certains neurones, dans l’apparition des troubles neurologiques de la malformation de la veine de Galien dans un modèle de souris contrôle. Ce projet permet également d’étendre nos connaissances sur le rôle de ces cellules d’intérêt sur le développement vasculaire cérébral et du cerveau en général.
Procédures
Les femelles gestantes subiront une anesthésie générale de 45 minutes au cours d’une chirurgie qui comprendra l’ouverture de l’abdomen et des points de suture. Certaines subiront 1 fois 1 injection intra-péritonéale sous anesthésie générale. Elles subiront des injections sous anesthésie générale, 1 fois par jour pendant 2 jours. Des embryons subiront une injection intracérébrale d’une durée de 5 secondes.
Impact sur les animaux
L’induction de l’anesthésie gazeuse et la chirurgie des femelles gestantes entrainent un stress modéré. Les injections intra-cérébrales in utero peuvent entrainer la mort de certains embryons.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à l’issue de la procédure pour prélèvement d’organes et analyses phénotypiques.
Remplacement
Les questions abordées dans ce projet nécessitent un modèle animal. En effet, le développement cérébral et vasculaire ne peut être étudié qu’à l’échelle de l’organisme car aucun modèle cellulaire ne reproduit la complexité des interactions entre les types cellulaires du cerveau et des vaisseaux sanguins.
Réduction
Les effectifs ont été déterminés par une approche statistique, ainsi que par des expériences antérieures sur ce type d’études de modèles animaux. Ce nombre a été réduit au minimum nécessaire pour atteindre des résultats statistiquement significatifs. L’analyse statistique sera réalisée par un test statistique adéquat.
Raffinement
Tous les animaux seront maintenus dans un environnement enrichi avec eau et nourriture à volonté. Lors des actes chirurgicaux, les souris seront anesthésiées et placées sur une plaque chauffante et régulièrement hydratées. Elles recevront des analgésiques en pré et en post-opératoire. Une litière spécifique, adaptée aux animaux opérés, sera utilisée afin de minimiser le risque d’infection post-opératoire. Un gel ophtalmique sera appliqué durant toute l’anesthésie pour prévenir le dessèchement des yeux. Après l'opération chirurgicale, la surveillance des animaux sera quotidienne afin de détecter d’éventuels signes de souffrance. Une grille de score d'évaluation des animaux sera mise en place. Une injection d'analgésique ou la mise à mort de l'animal sera réalisée en cas d’atteinte d’un ou de plusieurs points limites.
Choix des espèces
La souris représente un organisme modèle de choix pour mener des études sur le développement du système nerveux, principalement en raison de la similarité des mécanismes fondamentaux du développement du cortex cérébral et de la vascularisation du cerveau entre les rongeurs et l’humain. De plus, nous disposons d’outils adaptés à cette espèce permettant de répondre à nos questions scientifiques tels que les modèles génétiquement modifiés. Les femelles gestantes sont des adultes de 2 à 6 mois. Les expérimentations sont menées sur des animaux aux stades de développement embryonnaire et postnataux où interviennent les phénomènes étudiés.
HARPI : Impact d’une hypothyroïdie sur la plasticité cérébrale et les performances olfactives chez la souris adulte
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour mesurer les effets d'une baisse des hormones thyroïdiennes sur le cerveau adulte et sur l'odorat, 40 souris mâles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent pendant deux ou six semaines une alimentation contenant une molécule qui diminue la production de ces hormones, ce qui provoque selon le porteur une baisse progressive du poids, une diminution de l'activité et un ralentissement général, plus marqués après six semaines. Deux tests suivent, l'un de discrimination où deux odeurs sont présentées successivement au coton-tige, l'autre de mémoire où la même odeur revient à trente ou soixante minutes d'intervalle, la reconnaissance se lisant à la baisse du temps d'exploration. Les souris qui perdent plus de 15 à 20 % de leur poids, se prostrent ou présentent des troubles de l'équilibre sont retirées de l'étude et tuées, les autres l'étant à l'issue des tests pour l'analyse de leur cerveau.
Objectifs
Les hormones thyroïdiennes jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement du cerveau, aussi bien pendant le développement que chez l’adulte. Elles participent notamment au renouvellement de certains neurones et au maintien des circuits cérébraux impliqués dans la perception des odeurs. Lorsque la production de ces hormones diminue (hypothyroïdie), cela peut modifier l’équilibre des cellules du cerveau et altérer certaines fonctions sensorielles. Des travaux récents ont montré qu’une hypothyroïdie de courte durée peut modifier le renouvellement des neurones chez l’adulte. En revanche, les effets d’une hypothyroïdie plus prolongée sur l’organisation des circuits cérébraux et sur les capacités à distinguer ou mémoriser des odeurs restent mal connus. L’objectif de ce projet est d’étudier comment une hypothyroïdie de courte durée (2 semaines) ou prolongée (6 semaines) influence le fonctionnement du cerveau adulte et les capacités olfactives. Il permettra de mieux comprendre comment les hormones thyroïdiennes contribuent au maintien des fonctions cérébrales chez l’adulte et comment une perturbation prolongée peut affecter la perception des odeurs. À terme, ces résultats pourraient améliorer la compréhension des troubles sensoriels associés aux déséquilibres hormonaux.
Bénéfices attendus
Le projet permettra de mieux comprendre comment une diminution des hormones thyroïdiennes affecte le fonctionnement du cerveau adulte. En comparant une exposition courte et une exposition prolongée, il sera possible de déterminer si les effets observés sont transitoires ou s’ils entraînent des modifications plus durables des circuits cérébraux impliqués dans la perception des odeurs. Les résultats permettront de relier des modifications biologiques au niveau du cerveau à des changements mesurables du comportement, notamment la capacité à distinguer et mémoriser des odeurs. À plus long terme, ces travaux contribueront à une meilleure compréhension des effets des troubles thyroïdiens sur les fonctions cérébrales chez les mammifères. Ils pourront aider à mieux appréhender certains troubles sensoriels associés aux déséquilibres hormonaux et enrichir les connaissances fondamentales sur la plasticité du cerveau adulte.
Procédures
Les animaux recevront temporairement une alimentation spéciale contenant une molécule utilisée en recherche pour diminuer la production d’hormones thyroïdiennes. Les animaux recevront cette alimentation pendant 2 semaines (exposition courte) ou 6 semaines (exposition prolongée). Durant la période d’exposition, les animaux seront régulièrement surveillés (poids, état général, comportement). À la fin du traitement, les animaux participeront à deux tests comportementaux simples permettant d’évaluer leurs capacités à distinguer et à mémoriser des odeurs. Dans le test de discrimination, deux odeurs différentes seront présentées successivement plusieurs fois à l’aide d’un coton-tige. La capacité à distinguer les odeurs sera évaluée à partir du temps passé par l’animal à les explorer. Dans le test de mémoire, une même odeur sera présentée plusieurs fois, avec un intervalle de 30 à 60 minutes entre certaines présentations, afin d’évaluer si l’animal la reconnaît. La mémoire olfactive sera estimée à partir de la diminution du temps d’exploration lors des présentations répétées. Chaque session dure quelques minutes, ne nécessite ni contention ni privation alimentaire, et est précédée d’une courte phase d’habituation. La reconnaissance et la mémoire olfactive seront estimées à partir de la diminution du temps d’exploration lors des présentations répétées : un animal qui reconnaît une odeur y consacre moins de temps. À l’issue des tests, les animaux seront euthanasiés sous anesthésie profonde afin de permettre l’analyse de leur cerveau. Aucun animal ne sera maintenu en vie après la procédure, les analyses nécessitant le prélèvement des tissus. L’ensemble des interventions est limité à une modification alimentaire, des tests comportementaux non invasifs et une euthanasie en fin d’étude.
Impact sur les animaux
La diminution des hormones thyroïdiennes induite par l’alimentation spécifique peut entraîner chez les animaux une baisse progressive du poids, une diminution de l’activité et un ralentissement général. Ces effets sont généralement modérés et peuvent être plus marqués après 6 semaines d’exposition qu’après 2 semaines. Aucune douleur aiguë n’est attendue et aucune intervention chirurgicale n’est réalisée. Les tests d’odeurs reposent sur l’exploration naturelle des animaux et ne nécessitent ni contention ni privation alimentaire. Ils ne devraient pas provoquer de stress important. Les animaux seront surveillés régulièrement afin de détecter rapidement tout signe de mal-être dépassant les effets attendus de l’hypothyroïdie, tels qu’une perte de poids supérieure à 15–20 %, une diminution marquée de la prise alimentaire, une prostration ou des troubles de l’équilibre. Si nécessaire, ils seront retirés de l’étude et euthanasiés afin d’éviter toute souffrance excessive. La procédure est classée comme modérée, avec un risque limité d’effets indésirables.
Devenir
À l’issue de la procédure, les animaux seront euthanasiés afin de permettre l’analyse de leur cerveau. Les objectifs du projet nécessitent l’étude détaillée des cellules cérébrales impliquées dans le renouvellement des neurones et dans le traitement des odeurs. Ces analyses ne peuvent être réalisées que sur des tissus prélevés après la mise à mort. L’euthanasie sera réalisée sous anesthésie profonde afin d’éviter toute souffrance. Les tissus prélevés seront utilisés exclusivement dans le cadre des objectifs scientifiques décrits. Ce choix est justifié par la nécessité d’obtenir des données fiables sur l’organisation du cerveau, tout en garantissant que la mise à mort soit réalisée de la manière la plus respectueuse possible du bien-être animal.
Remplacement
Les objectifs du projet nécessitent d’étudier les effets d’une diminution des hormones thyroïdiennes sur le cerveau adulte et sur les capacités à distinguer et mémoriser différentes odeurs (présentées de manière répétée dans des tests comportementaux standardisés). Ces phénomènes reposent sur des interactions complexes entre le système hormonal, le renouvellement des neurones et le fonctionnement global du cerveau. À ce jour, aucune méthode alternative (culture de cellules, organoïdes ou modèles informatiques) ne permet de reproduire simultanément l’ensemble de ces mécanismes, ni d’évaluer les conséquences sur le comportement. Les modèles in vitro ne permettent pas d’étudier les interactions entre les hormones circulantes, les différentes régions du cerveau et les réponses comportementales. L’utilisation d’animaux est donc indispensable pour analyser de manière intégrée les effets d’une hypothyroïdie de courte ou de longue durée sur le cerveau et la fonction olfactive. Aucune méthode de remplacement complète n’est actuellement disponible pour répondre aux objectifs scientifiques du projet.
Réduction
Le nombre d’animaux a été strictement limité au minimum nécessaire pour obtenir des résultats fiables. Les tests comportementaux utilisés pour évaluer les capacités olfactives présentent une variabilité naturelle entre individus. Afin de détecter des différences entre les groupes tout en limitant le nombre d’animaux utilisés, un effectif de 10 animaux par groupe a été retenu. Ce nombre est basé sur notre expérience préalable de ces tests comportementaux et correspond aux effectifs habituellement utilisés pour ce type d’étude. Quatre groupes sont constitués : un groupe témoin et un groupe traité pendant 2 semaines, ainsi qu’un groupe témoin et un groupe traité pendant 6 semaines, soit un total de 40 animaux. Chaque animal est utilisé pour plusieurs types d’analyses (comportement et étude du cerveau), ce qui permet de maximiser les informations obtenues sans créer de groupes supplémentaires. La conception expérimentale a été optimisée afin de répondre aux objectifs scientifiques tout en respectant le principe de réduction du nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Le protocole a été conçu pour limiter au maximum la souffrance et le stress des animaux tout au long de l’étude, que l’exposition dure 2 ou 6 semaines. Les animaux seront surveillés quotidiennement afin de détecter rapidement tout signe de mal-être. Leur poids ainsi que leur consommation alimentaire seront contrôlés chaque semaine. Les tests comportementaux reposent sur l’exploration naturelle des animaux. Les animaux seront hébergés en groupes stables dans un environnement enrichi (abri, matériau pour nid, bâtonnet à ronger) afin de favoriser leurs comportements naturels et de réduire le stress. L’ensemble de ces mesures vise à garantir un niveau élevé de bien-être animal pendant toute la durée du projet.
Choix des espèces
La souris C57BL/6 est l’un des modèles les plus couramment utilisés en recherche biomédicale. Elle est bien caractérisée sur le plan génétique et physiologique, ce qui permet d’obtenir des résultats fiables et comparables aux données déjà disponibles dans la littérature scientifique. Elle constitue un modèle de référence pour l’étude des hormones thyroïdiennes et de leurs effets sur le cerveau adulte. Les animaux utilisés sont des adultes jeunes (8 à 12 semaines au début de l’étude). À cet âge, le cerveau est mature mais conserve une capacité de renouvellement cellulaire active. Ce choix permet d’étudier les effets d’une hypothyroïdie acquise à l’âge adulte, sans interférence avec les processus du développement ou du vieillissement, qui pourraient fausser l’interprétation des résultats. Seuls des animaux mâles seront utilisés afin de limiter la variabilité hormonale liée au cycle reproducteur.
Caractérisation des sous-populations de neurones « Ghost » de l’hypothalamus dans l’obésité. MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
3 168 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. 1 440 d'entre elles sont gavées une fois par jour pendant cinq jours, 864 subissent une injection stéréotaxique bilatérale de virus dans le cerveau sous anesthésie, d'environ soixante minutes, 240 reçoivent des injections d'hormone et 48 une ovariectomie ou une orchidectomie de trente minutes. Le porteur indique que le gavage est indolore tout en immobilisant totalement la souris, décrit des douleurs post-opératoires après l'incision de la peau du crâne et, pour les ablations de gonades, des douleurs, une déshydratation et des risques cardiorespiratoires pendant l'anesthésie. Les souris sont maintenues en vie après ces interventions et pendant des durées définies de régime hypercalorique, puis tuées pour le prélèvement de leurs organes.
Objectifs
L'obésité est un problème mondial, touchant plus de 13% de la population et entraînant des comorbidités graves telles que le diabète, l'hypertension et les maladies cardiaques. Cette condition résulte principalement de troubles de la balance énergétique. Cependant, les thérapies actuelles ont des limites en termes d'efficacité à long terme. Pour développer de nouvelles stratégies, il est essentiel de comprendre les mécanismes biologiques régulant la balance énergétique. Dans ce contexte, il existe dans notre cerveau des neurones capables de détecter différents nutriments issus de l’alimentation, afin d’adapter nos choix alimentaires. Certains de ces neurones ont longtemps été considérés comme responsables de la satiété, mais des études récentes ont dévoilé leur grande hétérogénéité. L'objectif est d'identifier ces sous-populations de neurones susceptibles de dysfonctionner dans l'obésité. Pour cela, une caractérisation de la structure, de l'activité électrique et de la fonction de ces neurones grâce à des lignées de souris transgéniques sera effectuée. Les bénéfices escomptés incluent une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans les dysfonctionnements neuronaux liés à l'obésité, ouvrant la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques.
Bénéfices attendus
À l’heure actuelle, l’Organisation Mondiale de la Santé estime à plus d’1 milliard le nombre de personnes obèses à travers le monde, ce qui représente un problème de santé publique de la plus haute importance. Malheureusement, les traitements disponibles à l’heure actuelle ne sont que peu efficaces pour lutter contre cette pathologie, et seules des techniques extrêmement invasives comme la chirurgie bariatrique permettent une perte de poids durable (sans garantie de succès systématique). Il est donc crucial d’approfondir nos connaissances sur les mécanismes biologiques participant au développement de l’obésité, dans l’espoir de fournir à l’avenir de meilleurs traitements aux personnes affectées. À court terme, notre projet apportera des informations nouvelles sur les mécanismes biologiques qui favorisent le développement de l’obésité et des comorbidités associées. En outre, il s’inscrit pleinement dans un contexte de recherche international visant à décrypter les rôles spécifiques des différentes souspopulations de "neurones de la satiété". À plus long terme, ce projet pourrait ainsi conduire à la mise au point de nouvelles approches thérapeutiques pour lutter contre l’obésité.
Procédures
Gavage oral (1440 animaux) : un gavage oral sera réalisé 1 fois par jour durant 5 jours, sans anesthésie. La durée de l’administration orale de tamoxifène ne dure que 15 secondes par animal, en prenant en compte la contention de l’animal et l’administration de l’agent pharmacologique à proprement parler. La durée de l'administration de la dose d’euthanasiant quant à elle ne dure que 10 secondes à prenant en compte la contention et l’administration en elle même. Neurochirurgie : Cette technique sera réalisée sous anesthésies générale. Une seule chirurgie sera effectuée dans la vie de l’animal. Le temps estimé d’une telle chirurgie, de l’anesthésie au réveil, est d’environ 60 minutes (864 animaux). AJOUT PROCEDURE 5 : L'INJECTION D'HORMONE (240 ANIMAUX): L'ADMINISTRATION DE L'HORMONE SERA REALISE 1 FOIS PAR JOUR DURANT 5 JOURS, SANS ANESTHESIE, A L'EXCEPTION D'UNE HORMONE QUI SERA INJECTE TOUS LES TROIS JOURS A PARTIR DU 10e JOUR POSTNATAL. L'ADMINISTRATION DE L'HORMONE NE PREND QUE 10 SECONDES, Y COMPRIS LE TEMPS NECESSAIRE POUR IMMOBILISER L'ANIMAL ET L'ADMINISTRATION ELLE-MEME. L'OVARIECTOMIE/ ORCHIDECTOMIE (48 ANIMAUX EN TOTALE) : L'INTERVENTION D'OVARIECTOMIE/ORCHIDECTOMIE DURE 30 MINUTES, Y COMPRIS L'INDUCTION DE L'ANESTHESIE.
Impact sur les animaux
Certaines souris de l'étude seront soumises à une administration orale de tamoxifène. Le tamoxifène est un agent pharmacologique susceptible d’induire des effets indésirables. Il induit une perte temporaire de tissu adipeux. Il entraine donc une perte de poids, qui est néanmoins temporaire. Le gavage oral est une méthode indolore, mais implique une immobilisation totale de l’animal, induisant du stress chez ce dernier. Des douleurs post-opératoires sont possibles pour les souris qui subiront une injection stéréotaxique bilatérale de virus (deuxième partie du projet), par neurochirurgie. Ces douleurs sont les plus importantes lors de la neurochirurgie. L’incision de la peau du crâne et la déshydration induite par l’anesthésie peuvent provoquer des douleurs post-opératoires, celles-ci devraient s’estomper dans les jours suivant la chirurgie, grâce au traitement analgésique mis en place. AJOUT DES PROCEDURES D'OVARIECTOMIE ET ORCHIDECTOMIE EN RAISON DE L'INCISION PRATIQUEE SUR LA PEAU ET L'ABDOMEN, DES DOULEURS POST-OPERATOIRES PEUVENT ETRE ATTENDUES, AINSI QU'UNE DESHYDRATATION OU DES RISQUES CARDIORESPIRATOIRES PENDANT L'ANESTHESIE. SA SEVERITE EST CONSIDEREE COMME MODEREE. AVEC L'INJECTION D'HORMONES, UN CHANGEMENT DE POIDS PEUT ETRE ATTENDU. CELUI-CI NE DEVRAIT PAS DEPASSER UNE PERTE DE POIDS DE PLUS DE 10 % PAR RAPPORT AU POIDS INITIAL. PARMI LES AUTRES RISQUES ASSOCIES AUX INJECTIONS, ON PEUT CITER L'IRRITATION ET L'INFLAMMATION AU NIVEAU DU SITE D'INJECTION DUES A LA PENETRATION DE L'AIGUILLE.
Devenir
Toutes les souris seront gardées en vie à l'issue du gavage. Après des temps précis de régime hypercalorique, LES SOURIS SERONT MISES A MORT POUR PRELEVEMENTS D’ORGANES. Pour les procédures 2 et 5 : toutes les souris seront gardées en vie après la chirurgie. A la fin de l’expérience, LES SOURIS SERONT MISES A MORT POUR PRELEVEMENTS D’ORGANES.
Remplacement
Le but de ce projet est d’étudier la relation entre l’activité des sous populations de neurones et la consommation de régime obésogène. Dans ce contexte, les neurones que nous étudions interagissent avec d’autres structures du cerveau mais également avec des organes périphériques qui influencent l’activité neuronale via des signaux hormonaux. Les effets que nous étudions sont donc la résultante de cette communication entre divers réseaux de neurones et la périphérie. Des interactions aussi complexes ne peuvent être modélisées in vitro, et les variables mesurées ici telles que le comportement alimentaire nécessite évidemment un animal vivant. De même, il n’existe aucun modèle informatique qui pourrait remplacer l’animal dans le cadre de cette étude.
Réduction
Nous avons utilisé un test de puissance pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaires chez les deux sexes, pour obtenir des résultats exploitables statistiquement. Le nombre d’animaux que nous demandons est le nombre maximal dont nous estimons avoir besoin. Si nous nous rendons compte en cours de projet que ce nombre peut encore être réduit, il le sera bien évidemment.
Raffinement
Nous avons défini différents points de raffinement tout au long de l’étude : 1) Les animaux arriveront dans la pièce d’hébergement à l’âge de 6 semaines et seront habitués pendant au moins 2 semaines. Toutes les expériences seront réalisées par du personnel formé et entraîné. 2) Nous utiliserons ces tunnels pour transporter les souris, qui est la méthode de manipulation la moins stressante pour ces animaux. L'enrichissement comprend des maisons ou des tunnels en polycarbonate + du safe crinklets (bandes de papier kraft) 3) Des points limites précoces et terminaux appropriés ont été définis : ces critères prennent en compte l'apparence, l'évolution du poids, le comportement, les signes cliniques (température et respiration) et l'aspect de la plaie (le cas échéant). Des mesures conservatoires sont prévues pour chaque critère, afin de prendre en charge promptement toute modification de l’état de l’animal. Lorsqu’un point limite précoce est atteint, nous demanderons un avis vétérinaire afin d’envisager la mise en place de soins personnalisés compatibles avec le maintien de l’animal dans l’étude. En cas d’échec ou si un point limite terminal est atteint, l’animal sera retiré de l’étude et mis à mort, pour lui éviter toute souffrance que nous ne pourrions soulager.
Choix des espèces
La régulation du poids corporel et du comportement alimentaire sont depuis longtemps etudies chez la souris, qui represente donc une espece adaptee a ce type d’études. De plus, les lignées transgéniques dont nous avons besoin pour mener à bien ce projet ont été créées chez la souris. Enfin, la forte proximite biologique entre l’Homme et la souris en ce qui concerne le controle de la prise alimentaire fait de cette espèce un bon modele predictif. Toutes les souris de ce projet arriveront à l’âge de 6 semaines dans notre animalerie, mais nous ne débuterons les expériences qu’à partir de l’âge de 8 semaines, sur des souris adultes. Il est admis qu’à 8 semaines, la croissance des os est achevée, ce qui facilite les procédures impliquant une chirurgie stéréotaxique (car les points de repère anatomiques se situent sur le crâne). Les souris seront logées dans des cages collectives pour favoriser les interactions sociales.
Circuits neuronaux de la prise de décision en contexte émotionnel
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Deux chirurgies du cerveau sous anesthésie générale, espacées de plusieurs semaines, de quarante à soixante minutes chacune, pour injecter des vecteurs viraux puis implanter les dispositifs d'enregistrement : 600 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles sont ensuite hébergées seules pour protéger les implants, et une partie subit une restriction d'eau que le porteur décrit comme une contrainte modérée pouvant durer plusieurs semaines, destinée à les motiver pendant les tests. Ces tests, de dix à vingt jours à raison de séances de trente à soixante minutes, portent sur le choix entre éviter un danger et obtenir une récompense, avec enregistrement de l'activité cérébrale. Le résumé ne précise ni la nature du danger auquel les souris sont exposées, ni les tests employés, désignés seulement comme des situations "associées à des conséquences positives ou négatives".
Objectifs
Ce projet vise à mieux comprendre comment le cerveau prend des décisions dans des situations impliquant des émotions, par exemple lorsqu’un individu doit choisir entre éviter un danger ou obtenir une récompense. Dans la vie quotidienne, ces décisions reposent sur l’évaluation de différents éléments, comme le caractère positif ou négatif d’un événement et son importance relative. Les chercheurs cherchent à comprendre comment ces informations sont traitées par le cerveau et comment elles influencent le comportement. L’objectif est d’identifier les mécanismes cérébraux qui permettent d’adapter les décisions en fonction du contexte et des expériences passées.
Bénéfices attendus
À court terme, ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes cérébraux impliqués dans la prise de décision liée aux émotions. Il contribuera à améliorer les connaissances fondamentales sur le fonctionnement du cerveau et sur la manière dont les individus évaluent leur environnement. À moyen terme, ces résultats permettront de mieux comprendre comment certaines situations peuvent conduire à des comportements inadaptés, notamment lorsqu’un individu accorde trop d’importance à un danger ou, au contraire, ne le prend pas suffisamment en compte. À plus long terme, ces travaux pourraient contribuer à améliorer la compréhension de certaines maladies psychiatriques, comme les troubles anxieux ou le stress post-traumatique, et aider à identifier de nouvelles pistes pour leur prise en charge.
Procédures
Les animaux subissent deux interventions chirurgicales réalisées sous anesthésie générale et espacées de plusieurs semaines. Chaque intervention dure environ 40 à 60 minutes et permet soit l’injection de vecteurs viraux dans le cerveau, soit l’implantation des dispositifs nécessaires aux enregistrements et aux manipulations expérimentales. Après une période de récupération, les animaux participent à des tests comportementaux visant à étudier leurs réactions face à différentes situations associées à des conséquences positives ou négatives. Ces tests sont réalisés pendant une période de 10 à 20 jours selon le protocole expérimental et les performances de l’animal. Chaque session dure généralement entre 30 et 60 minutes. Au cours de ces tests, l’activité cérébrale est enregistrée afin de mieux comprendre les mécanismes neuronaux impliqués dans les comportements observés. Le nombre exact de séances comportementales dépend de la progression de l’apprentissage de chaque animal.
Impact sur les animaux
Les animaux peuvent ressentir une douleur post-opératoire modérée liée aux interventions chirurgicales. Cette douleur est limitée par la mise en place d’une prise en charge analgésique adaptée. Un inconfort temporaire peut également être observé pendant la phase de récupération. L’hébergement individuel nécessaire à la protection des implants et au suivi expérimental peut constituer une source de stress liée à l’isolement social. Cet effet est limité par la mise en place d’un enrichissement adapté des cages ainsi que par le maintien de contacts visuels, auditifs et olfactifs avec les autres animaux hébergés dans la même salle. Les tests comportementaux peuvent entraîner un stress modéré lié aux manipulations répétées et à l’exposition à des situations nouvelles. Dans certains groupes, une restriction hydrique contrôlée est mise en place afin de motiver les animaux lors des tests comportementaux. Cette contrainte est étroitement surveillée et adaptée individuellement, mais peut représenter une contrainte modérée pendant plusieurs semaines.
Devenir
Euthanasie des animaux pour prélèvements du cerveau pour des études post mortem
Remplacement
L’utilisation d’animaux vivants est nécessaire pour étudier le fonctionnement du cerveau dans des situations réelles impliquant des comportements et des émotions. Ces phénomènes résultent d’interactions complexes entre différentes régions du cerveau et ne peuvent pas être reproduits de manière fiable avec des modèles informatiques ou des cellules en laboratoire.
Réduction
Le nombre d’animaux a été déterminé sur la base d’une estimation de la variance associée à ce type de données, afin d’assurer l’atteinte d’une puissance statistique suffisante. Le calcul théorique conduit à un effectif de 15 souris par groupe. Le projet comprend une phase pilote (20 groupes) permettant d’optimiser les paramètres expérimentaux et comportementaux avant la mise en œuvre de l’étude principale (20 groupes). Cette étape permet de limiter les ajustements méthodologiques en cours d’étude et contribue ainsi à réduire le nombre total d’animaux utilisés. Le nombre total d’animaux nécessaires à la réalisation de ce protocole est estimé à 600.
Raffinement
Des mesures sont mises en place pour limiter au maximum la douleur, le stress et l’inconfort des animaux. Les interventions chirurgicales sont réalisées avec une prise en charge adaptée de la douleur. Les animaux sont progressivement habitués aux manipulations afin de réduire leur stress. Les conditions expérimentales sont adaptées à chaque animal, notamment en ce qui concerne la motivation et les contraintes liées aux tests. Un suivi régulier permet de s’assurer de leur bon état de santé. Des points limites prédéfinis sont utilisés afin de détecter précocement toute altération de l’état des animaux. En cas de signes cliniques, des soins conservatoires adaptés sont mis en place. La prise en charge des animaux repose sur un arbre décisionnel structuré, permettant d’adapter les mesures à la gravité de la situation. Des critères d’arrêt des souffrances sont définis et conduisent, si nécessaire, à l’arrêt de la procédure et à une mise à mort anticipée.
Choix des espèces
La souris est utilisée car elle constitue un modèle de référence pour l’étude des mécanismes cérébraux impliqués dans l’apprentissage, l’adaptation comportementale et le traitement des informations sensorielles. Ses capacités d’apprentissage et d’adaptation permettent d’étudier des comportements complexes dans des conditions expérimentales contrôlées. Des souris jeunes adultes âgées de 8 à 12 semaines au début des expérimentations seront utilisées. À cet âge, les animaux présentent un cerveau mature et des performances comportementales stables, tout en limitant les effets liés au développement ou au vieillissement qui pourraient influencer les résultats. Par ailleurs, les nombreuses connaissances accumulées sur cette espèce ainsi que la disponibilité d’outils génétiques, viraux et neurobiologiques adaptés permettent d’interpréter les résultats de manière fiable et de les comparer avec ceux de la littérature scientifique, ce qui est essentiel pour faire progresser les connaissances dans ce domaine.
Evolution longitudinale de l’activité neuronale dans le cortex et l’hippocampe chez la souris saine et dans des modèles d’autisme.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Des souriceaux dès leur naissance, et des embryons modifiés génétiquement dans l'utérus de leur mère, forment une part des 2 357 souris utilisées dans ce projet, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Dès la naissance, les souriceaux sont tatoués à la patte, un fragment de queue est prélevé pour le génotypage et une solution contenant un traceur est injectée dans leur cerveau sous anesthésie par le froid, que le porteur qualifie de "technique indolore adaptée aux nouveau-nés". Une zone de l'os du crâne est ensuite retirée et remplacée par une lamelle de verre fixée sur la tête, pour observer le cerveau au microscope pendant que la souris éveillée se déplace sur un tapis roulant, ces séances étant répétées de la naissance à l'âge adulte. Les mères ayant subi la laparotomie et l'électroporation in utero allaitent leur portée jusqu'au sevrage à vingt et un jours, puis sont tuées.
Objectifs
Ce projet fait suite à nos précédents travaux visant à comprendre comment le cerveau s'organise très tôt après la naissance, et comment cette période clé de développement influence son bon fonctionnement à l'âge adulte. Ce nouveau projet comporte deux volets complémentaires : Caractériser le développement normal des réseaux hippocampiques et néocorticaux (les circuits de cellules situés dans les régions du cerveau responsables de la mémoire, de l'apprentissage et de la perception sensorielle), avec une attention particulière portée au rôle des interneurones (des neurones "régulateurs" qui agissent comme des chefs d'orchestre pour freiner et synchroniser l'activité globale du cerveau). Identifier les altérations de cette mise en place observées dans des modèles pathologiques, plus particulièrement liés aux troubles du spectre autistique (TSA). Nous utiliserons le modèle de la souris afin de suivre l'activité neuronale au cours du temps par des techniques d'imagerie optique sur l'animal vivant. Notre équipe dispose d'une solide expertise dans l'application de ces techniques, tant chez les souris nouveau-nées que chez les adultes.
Bénéfices attendus
Ce projet est essentiel pour comprendre comment s'organisent les réseaux de cellules de notre cerveau, en particulier dans les zones responsables des fonctions intellectuelles et de la mémoire, qui sont souvent touchées par diverses maladies. À court terme, il permettra de découvrir de façon très précise le rôle de chaque type de cellule nerveuse et la manière dont elles évoluent pendant la croissance. Concernant les maladies liées au développement du cerveau, comme les Troubles du Spectre Autistique (autisme), notre hypothèse est que les anomalies génétiques modifient le développement normal du cerveau, affectant la manière dont les cellules grandissent et se connectent entre elles. En observant la maturation de ces cellules, notre approche permettra de faire le lien entre le rôle des gènes et la mise en place des réseaux cérébraux, apportant ainsi des connaissances clés pour comprendre l'origine de ces troubles.
Procédures
Les animaux seront soumis à plusieurs interventions chirurgicales et d'observation réalisées sous anesthésie et avec une prise en charge stricte de la douleur. Un suivi quotidien de leur bien-être sera assuré. Les interventions comprennent : L'identification et le prélèvement génétique : Dès la naissance, les souriceaux sont identifiés rapidement par un petit tatouage sur la patte. Un infime fragment de queue est prélevé pour vérifier leur profil génétique. Une injection intracérébrale : Chez le nouveau-né, une petite quantité d'une solution contenant un traceur microscopique est injectée dans le cerveau, sous anesthésie par le froid (technique indolore adaptée aux nouveau-nés). Une chirurgie d'observation du cerveau : Sous anesthésie générale, une petite zone de l'os du crâne est retirée et remplacée par une fine lamelle de verre. Cette "fenêtre" transparente, fixée sur la tête, permet d'observer l'intérieur du cerveau au microscope. L'observation de l'activité du cerveau (imagerie) : Grâce à la fenêtre crânienne et aux traceurs injectés, nous observons l'activité des cellules du cerveau de l'animal lorsqu'il est éveillé et qu'il se déplace librement sur un tapis roulant. Les animaux y sont habitués en douceur et les séances sont de courte durée. Ces observations sont répétées sur plusieurs jours à différents âges (de la naissance à l'âge adulte). L'intervention sur l'embryon : Pour un groupe spécifique, une chirurgie abdominale (laparotomie) est réalisée sur la mère au milieu de sa gestation, sous anesthésie générale. Cette opération permet d'insérer, à l'aide d'un léger courant électrique, des modifications génétiques directement dans le cerveau de l'embryon pour étudier l'autisme. La mère se réveille ensuite et met bas naturellement. Les petits suivront alors le même parcours d'observation au microscope décrit ci-dessus. Le prélèvement des tissus : À la fin de toutes les observations, les souris sont euthanasiées sans douleur sous anesthésie très profonde. Leur cerveau est prélevé à l'aide d'un produit fixateur pour pouvoir l'analyser en détail au microscope.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables possibles sur les animaux sont principalement liés à la douleur causée par les injections intra cérébrales ou à l’implantation d’une fenêtre d’imagerie sur le crâne. Ces deux opérations sont faites sous anesthésie générale. Bien que le cerveau lui-même ne soit pas sensible à la douleur, les tissus l’entourant (crâne, dure-mère) peuvent s'enflammer et produire de la douleur. Pour parer à cette éventualité, la douleur au moment de l’opération sera prise en charge par un analgésique. Par ailleurs, la douleur et le stress occasionnés par l’implant chronique de la fenêtre optique seront suivis de près tous les jours et la douleur sera minimisée, si besoin, par l'administration d'analgésiques. Si les points limites sont atteints, les animaux seront euthanasiés. De notre expérience, cet implant ne génère pas de douleur excessive et ne nécessite généralement pas l'administration d’analgésique en dehors de la chirurgie proprement dite. Les procédures de ce projet étant classées en gravité sévère, une appréciation rétrospective sera réalisée à l'issue du projet afin d'évaluer l'atteinte des objectifs et les dommages réels subis par les animaux.
Devenir
Tous les animaux du projet sont mis à mort (euthanasiés) sans douleur à la fin des expérimentations. Cette procédure est indispensable pour prélever leur cerveau et réaliser des analyses microscopiques sur les tissus. Ces analyses permettent de vérifier les observations faites du vivant de l'animal et de valider que les bons réseaux de neurones ont bien été ciblés. Concernant les souris gestantes ayant subi la chirurgie abdominale visant à modifier génétiquement les embryons (pour étudier l'autisme), elles se réveillent après l'opération, bénéficient d'une prise en charge de la douleur et mettent bas naturellement. Leurs petits sont ensuite inclus dans les étapes d'observation au microscope et seront, à leur tour, euthanasiés à la fin des observations pour l'analyse de leur cerveau. Les mères ayant subi la laparotomie pour l’électroporation in utero ne seront pas gardées en vie à l'issue de l'étude. Elles assurent l’élevage et l’allaitement de leur portée jusqu’au sevrage (P21), puis sont euthanasiées.
Remplacement
Pour atteindre nos objectifs, il est indispensable d'étudier le cerveau au sein d'un organisme entier, sur un animal vivant, éveillé et libre de ses mouvements. À ce jour, seules des recherches menées sur l'animal peuvent apporter ces connaissances, dont bénéficieront à terme les études chez l'homme. En effet, les méthodes de remplacement menées en laboratoire (comme la culture de cellules ou de « mini-cerveaux » en éprouvette) ne permettent pas de reproduire un cerveau complet et adulte avec toutes ses connexions. Par ailleurs, nous ne connaissons pas encore assez bien le cerveau pour pouvoir remplacer ces expériences par des simulations sur ordinateur. C’est d’ailleurs l'un des grands enjeux de notre projet : en observant très précisément comment communiquent les différentes cellules du cerveau, nous espérons récolter suffisamment de données pour permettre, à l'avenir, la création de telles simulations informatiques.
Réduction
Notre méthode de travail vise à réduire fortement le nombre d'animaux utilisés, tout en garantissant des résultats fiables. Le principal moyen d'y parvenir est d'utiliser une technique d'observation au microscope qui permet de suivre les mêmes souris au fur et à mesure de leur croissance. Contrairement aux méthodes classiques qui obligent à utiliser et à euthanasier de nouveaux groupes d'animaux à chaque âge étudié pour comprendre leur évolution, notre méthode permet d'observer plusieurs fois les mêmes individus à différentes étapes clés de leur vie, depuis leur naissance jusqu'à l'âge adulte.
Raffinement
Tout au long de l'expérimentation, un suivi quotidien sera assuré. Des décisions relatives au bien-être animal seront prises selon des règles strictes permettant d'interrompre l'expérience ou d'euthanasier l'animal en cas de souffrance. Le bien-être des animaux (tant pour les souris gestantes que pour leurs petits, ou après les chirurgies) fera l'objet d'évaluations régulières : prise de poids, croissance, aspect général et comportement. Une attention particulière sera portée aux nouveau-nés et aux jeunes souris lors des chirurgies afin de réduire la douleur et le stress. Le protocole inclut l'utilisation systématique d'anesthésies, la gestion de la douleur, l'utilisation de tapis chauffants, le respect strict des règles d'hygiène, la protection des yeux, la réhydratation, ainsi qu'un suivi très attentif après l'opération (notamment au moment de replacer les nouveau-nés avec leur mère). Les mères et leurs nouveau-nés, opérés ou non, seront hébergés dans des armoires ventilées où l'environnement est contrôlé. Leurs cages seront enrichies avec de petites cabanes en carton et du papier spécial permettant aux femelles de construire des nids douillets. Les souris plus âgées bénéficieront des mêmes conditions de confort. Enfin, lors des observations au microscope, les animaux seront maintenus bien au chaud à l’aide d’une lampe chauffante pour éviter qu'ils ne se refroidissent en dehors de leur cage.
Choix des espèces
Le modèle de la souris est particulièrement adapté pour répondre à nos objectifs scientifiques : Il a été démontré que les cellules régulatrices du cerveau que nous étudions sont très similaires entre l'humain et la souris, ce qui en fait un excellent modèle. Notre équipe possède une grande expérience technique sur la souris, que ce soit pour la mise en place minutieuse de la "fenêtre" sur le crâne ou pour l'observation de son cerveau au microscope du vivant de l'animal. Il existe chez la souris de nombreuses lignées génétiquement modifiées indispensables à ce projet, qui permettent de cibler très précisément certaines familles de cellules pour observer ou manipuler leur activité. La souris étant très largement utilisée en recherche sur le cerveau, nos résultats seront d’un intérêt majeur pour l'ensemble de la communauté scientifique afin de mieux comprendre le développement du cerveau et les mécanismes liés aux maladies infantiles (troubles neurodéveloppementaux). Stades de développement utilisés : Les animaux seront étudiés à quatre stades clés de leur développement après la naissance : Stade nouveau-né (de la naissance à 5 jours) Stade jeune (de 5 à 14 jours) Stade adolescent (de 15 à 30 jours) Stade adulte (au-delà de 2 mois) L'objectif de ce projet est de comprendre comment l'activité des réseaux de cellules du cerveau évolue au cours du temps, à la fois dans un développement normal, dans des modèles d'autisme, et jusqu'à l'âge adulte. Le découpage de nos observations en ces quatre fenêtres temporelles est absolument indispensable pour couvrir toutes les étapes critiques de la construction et de la maturation du cerveau.
Identification de nouvelles molécules pour lutter contre les maladies de l’œil chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Jusqu'à quatre injections dans l'œil, sous anesthésie de cinq minutes, et jusqu'à huit injections de chaque côté dans la veine ou dans le ventre : 2 202 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Le porteur indique que les injections intraoculaires peuvent enflammer ou endommager l'œil, que les injections répétées dans la veine peuvent abîmer celle-ci et que celles dans le ventre peuvent provoquer une inflammation. L'objet déclaré est de tester des molécules identifiées au laboratoire, censées protéger le nerf optique et le faire repousser dans un contexte de glaucome. Le résumé ne dit pas comment le glaucome ou l'élévation de la pression intraoculaire est provoqué chez ces souris, ni combien d'entre elles subissent chaque type d'injection.
Objectifs
Le glaucome concerne plus de 10 millions de patients dans le monde. Cette maladie entraine la dégénération du nerf optique, le seul lien entre l’œil et le cerveau ce qui induit une perte définitive de la vue. Notre projet consiste à protéger les neurones de la mort et à faire repousser le nerf optique pour maintenir la vision. Ce projet a pour but de tester de nouveaux molécules identifiés dans le laboratoire pour induire la neuroprotection et la régénération du système nerveux.
Bénéfices attendus
Le projet permettra de définir des molécules pour proteger et faire repousser le nerf optique. De ce fait il est important de comprendre leurs actions dans un contexte de glaucome. Ainsi ce projet contribuera à identifier des approches thérapeutiques pour des maladies comme le glaucome où les neurones doivent être protégés.
Procédures
Les souris peuvent subir une ou plusieurs injections : - dans l’œil (au maximum 4) : les souris sont endormies environ 5 min. L’injection dans l’œil dure 20s. - dans la veine ou dans le ventre (au maximum 8 de chaque coté) 20s.
Impact sur les animaux
- L’injection intraoculaire ou dans la chambre antérieure de l’œil peut entrainer l’inflammation de l’œil et/ou endommager l’œil - - injections répétées dans la veine peut endommager la veine. - injections dans le ventre répétées peuvent induire une inflammation.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour des analyses moléculaires ou pour analyse de tissus
Remplacement
Pour atteindre nos objectifs, les modèles murins sont essentiels et non remplaçables car i) les structures anatomiques sont similaires à l’humain, et ii) les mécanismes de mise en place de l’augmentation de la pression intra-oculaire nécessitent l’intervention de différents composante de l'oeil neurones, cellules gliales, environnement de la rétine et ne peuvent être mimés efficacement dans une culture de cellule ou par modèle informatique. Le modèle murin est le standard international reconnu pour la recherche sur la régénération du système visuel.
Réduction
Plusieurs mesures sont appliquées pour permettre la réduction du nombre d’animaux utilisés dans ce projet : -L’entrainement de toutes les personnes qui pratiquent les expériences pour ne pas perdre d’animaux dû à de mauvaises chirurgies. -L’utilisation de tests statistiques optimaux pour avoir le nombre d’animaux le plus restreint possible tout en gardant une valeur biologique et statistique suffisante. -Nous testerons d’abord les molécules identifiées en culture cellulaire. Seuls les candidats qui donneront des résultats satisfaisants en culture seront utilisés dans les souris.
Raffinement
L’état de santé des animaux sera suivi quotidiennement tout au long de l’expérience, notamment suite à la chirurgie. Les interventions sur l’œil sont des chirurgies et seront réalisées sous anesthésie générale. Les souris recevront une injection d’un médicament antidouleur et anti-inflammatoire adapté avant l’opération. Après chaque anesthésie, les souris seront placées sous une lampe chauffante jusqu’à leur réveil. Les critères de poids, d’apparence physique, et de comportement basés sur la grille proposée par le comité d’éthique n°004 seront pris en compte dans le suivi des animaux qui subissent une intervention chirurgicale. Nous serons également vigilants quant à l’état de l’œil.
Choix des espèces
La régénération du nerf optique et l’augmentation de la pression intraoculaire sont des phénomènes multifactoriels. La modélisation de ces processus dans un système unicellulaire (telle que la culture cellulaire) ne permet ni d’identifier correctement les voies moléculaires ni de tester efficacement les capacités de régénération. La souris représente le modèle in-vivo standard dans la communauté scientifique grâce à une grande similitude anatomique avec l’homme. Ceci n’est pas possible avec d’autres modèles telles que le poisson zèbre dont le système nerveux central régénère spontanément ou la drosophile dont le système nerveux est trop éloigné de celui des mammifères. Enfin, les modèles transgéniques nécessaires à notre projet sont disponibles chez la souris ce qui n’est pas le cas pour d’autres modèles tels que le rat. Pour l’ensemble des expériences proposées nous utiliserons des souris adultes (animaux de 28 jours minimum). Nous voulons étudier les mécanismes de neuroprotection dans le système visuel adulte pour être le plus proche possible des lésions chez l’homme.
Étude du rôle de la sous-unité GluN3A dans le sevrage à la morphine.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Soumises à onze injections de morphine en six jours, puis à une période de sevrage, 1 600 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Une partie subit une chirurgie stéréotaxique d'environ une heure, avec injection de virus et implantation de fibres optiques ou de canules, puis jusqu'à dix injections directement dans le cerveau, sur animal éveillé. Le porteur décrit un sevrage qui réduit l'activité pendant une semaine, puis des "symptômes psychiatriques" sur environ quatre semaines, le suivi comportemental s'étendant sur huit semaines. Les comportements annoncés dans les objectifs sont les interactions sociales, les signes anxio-dépressifs et la consommation de nourriture et de boisson, mais la rubrique des procédures se limite à indiquer qu'elles "subiront également des tests comportementaux".
Objectifs
Le but de ce projet est de décrire le rôle de la sous-unité GluN3A du récepteur N-Methyl-D-Aspartate (NMDA) au glutamate dans le sevrage aux opiacés. Cette sous-unité permet de former un hétéromère NMDA dit « non-conventionnel » car activé par la glycine. Son implication dans les pathologies psychiatriques émerge progressivement mais reste à être complètement caractérisé. Il a notamment été démontré que sa dérégulation, dans l’habénula médiane (HbM), une région clé dans le phénomène d'addiction aux opiacés, altère la réponse comportementale face à des stimulations aversives. Ainsi, cette sous-unité semble pouvoir participer aux symptômes aversifs observés lors du sevrage aux opiacés. Dans ce projet, nous utiliserons des approches génétiques et pharmacologiques afin de moduler l’activité de GluN3A dans des régions spécifiques du cerveau, chez des souris mâles et femelles. Nous analyserons les effets de ces manipulations sur différents comportements, notamment les interactions sociales, les symptômes anxio-dépressifs ainsi que la consommation de nourriture et de boisson. Ces mesures seront réalisées de manière automatisée et continue chez des animaux vivant en groupe, avant, pendant et après un traitement chronique à la morphine. Les comportements et les symptômes de sevrage seront suivis sur une période de 8 semaines, incluant des tests ponctuels permettant d’évaluer des signes d’anxiété et de dépression. Dans un second temps, nous mesurerons l’activité neuronale dans certaines régions cérébrales impliquées dans le sevrage, grâce à des enregistrements calciques réalisés pendant et après le traitement à la morphine, ainsi que lors des tests comportementaux. L’ensemble de ce projet permettra de mieux comprendre le rôle de GluN3A dans le sevrage aux opiacés et d’évaluer son potentiel comme cible thérapeutique.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre le rôle de la sous-unité GluN3A dans le sevrage aux opiacés. Il permettra à la fois de caractériser son implication dans les symptômes de sevrage et d’évaluer son potentiel comme cible thérapeutique. À court terme, le projet est principalement fondamental et descriptif. Il s’agira de déterminer si, et à quel moment, GluN3A intervient dans le sevrage à la morphine. Ces travaux apporteront également de nouvelles connaissances sur les mécanismes cérébraux impliqués, en particulier dans les régions associées aux états émotionnels négatifs liés au trouble d’usage des opioïdes. À plus long terme, le projet visera à évaluer le potentiel thérapeutique de GluN3A, notamment en identifiant les périodes les plus pertinentes pour cibler cette sous-unité dans le traitement du sevrage. Dans son ensemble, ce projet pourrait ouvrir de nouvelles perspectives pour le développement de traitements visant à atténuer les symptômes de sevrage aux opiacés.
Procédures
Différentes procédures de ce projet nécessitent que des animaux subissent une chirurgie (1 intervention d'environ 1h). Les animaux recevront un traitement chronique de morphine (11 injections pendant 6 jours; une injection dure environ 1 minute). Les injections se feront sur animal vigile. Des composés seront administrés de façon intra-parenchymateuse (maximum 10 injections) et systémique, sur animal vigile. Les animaux subiront également des tests comportementaux.
Impact sur les animaux
Deux types de nuisances sont attendues au cours de cette étude : 1- Ce projet vise à étudier les symptômes de sevrage à la morphine. Ainsi, dans chaque les souris recevront un traitement chronique de morphine puis subiront une période de sevrage. Ce sevrage engendre des symptômes physiques transitoires, essentiellement visible par une réduction de l’activité de l’animal (durée : ~1 semaine). Suite à ces symptômes physiques, des symptômes psychiatriques se développe sur une période plus longue (~4 semaines) avant de progressivement disparaitre. 2- Chirurgies stéréotaxiques avec injection de virus et/ou implantations de fibres ou optiques ou de canules pouvant induire une douleur modérée, une inflammation transitoire et/ou un inconfort pour les animaux.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour réaliser les contrôles histologiques et prélèvements.
Remplacement
Ce projet a pour but de déterminer les mécanismes neurobiologiques du sevrage, notamment les modifications de comportements sociaux des individus. De plus, il permettra d’évaluer le potentiel thérapeutique de composés pharmacologiques. Ainsi, l’animal entier, vivant et se comportant, est nécessaire et ne peut être remplacé par un autre modèle.
Réduction
Au regard des données de la littérature, de notre expérience et de la variabilité phénotypique individuelle, nous avons réalisé une analyse statistique de puissance (power analysis) qui a déterminé que les données sont statistiquement exploitables et publiables avec des cohortes de 20 animaux/groupe. Les analyses statistiques seront essentiellement réalisées à l’aide de test de Student ou d’analyse de la variance à un ou plusieurs facteurs, selon les comparaisons.
Raffinement
Nos conditions d’hébergement, en groupes sociaux avec un enregistrement continu des souris permet un suivi quotidien du bien-être animal. De plus, dans ces conditions d’hébergement, l’enrichissement de l’environnement des animaux est important. En effet, les animaux sont hébergés en groupe social avec à disposition: bâtonnets à ronger, cotons compressés pour faire des nids et dômes en polycarbonate. Nous avons établi des points limites standards tels que des signes comportementaux d’inconfort et des signes cliniques qui seront recherchés quotidiennement par visionnage des cages et lors de la visite quotidienne de la pièce d’hébergement, par l’expérimentateur. Lors des chirurgies, toutes les conditions d’aseptise, d’anesthésie et d’analgésie respectent la réglementation vétérinaire en vigueur. De plus, la température des animaux est maintenue à l'aide d'un tapis chauffant. Après chaque chirurgie, les animaux sont réhydratés et ont accès à une nourriture gélifiée pour faovriser la récupération post-chirurgicale et leur état de santé est évalué et objectivé selon des points limites définis par les directives éthiques indiquées par l’association internationale pour l’étude de la douleur. Les animaux sont habitués aux conditions d'hébergement, aux manipulateurs, ainsi qu'aux procédures experimentales.
Choix des espèces
Nous avons choisi d’utiliser des souris pour ce projet car leur cerveau est suffisamment complexe pour nos études, elles possèdent une molécule appelée GluN3A qui est très similaire chez de nombreuses espèces, et leurs réactions à la morphine sont bien connues et ressemblent à celles observées chez l’humain. Notre projet ne s’intéresse pas au développement du cerveau. De plus, la consommation de substances comme la morphine concerne principalement les adultes, c’est pourquoi toutes les souris utilisées seront adultes (8 semaines) au moment des expériences.
Effet de la surexpression de calbindine sur la physiopathologie de la boucle cortico-sous-corticale 2/2
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Macaques rhésus : 3
Deux heures d'anesthésie pour une IRM, avec des nausées, des vomissements et des troubles respiratoires ou cardiovasculaires donnés comme effets secondaires fréquents, puis quatre heures de chirurgie et des douleurs post-opératoires transitoires. 6 macaques, trois rhésus et trois à longue queue, âgés de 4 à 8 ans, sont utilisés dans cette seconde partie du projet, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et tous sont tués pour l'étude post-mortem de leur cerveau. S'y ajoutent une heure hebdomadaire de contention pour un test de préhension de nourriture et des séances d'enregistrement des cellules nerveuses, afin de mesurer l'effet d'une surexpression de calbindine sur les circuits moteurs. Les retombées restent lointaines, le porteur écrivant que ces travaux "pourraient aider à identifier de nouvelles pistes" à moyen terme, quand les quatre heures de chirurgie et les un à deux mois d'habituation à l'animalerie sont, eux, programmés.
Objectifs
Cette étude se déroulera sur deux établissements utilisateurs. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre le rôle d’une protéine impliquée dans la régulation du calcium, la calbindine, élément essentiel au bon fonctionnement des neurones. Nous étudions son action dans un circuit du cerveau impliqué dans le contrôle des mouvements, un circuit souvent touché dans des maladies neurodégénératives. Chez les rongeurs, un manque de cette protéine fragilise les neurones, tandis que le rétablissement de sa production sur des cellules en culture semble les protéger. Chez le macaque, nos travaux montrent qu’elle pourrait aussi jouer un rôle important dans le contrôle de la motricité.
Bénéfices attendus
Nous étudions son action dans un réseau cérébral impliqué dans le contrôle des mouvements, un réseau souvent perturbé dans les maladies neurodégénératives. En obtenant des résultats chez le macaque, nous cherchons à comprendre comment cette protéine influence la santé des neurones et le bon fonctionnement des circuits responsables de la motricité. À moyen terme, ces travaux pourraient aider à identifier de nouvelles pistes pour mieux traiter certains troubles moteurs.
Procédures
IRM (EU2, 2 heures), la chirurgie (EU1, 4 heures), enregistrements des cellules nerveuses (1 heure par séance). Prélèvements sanguins potentiels (15 minutes, 1 fois par semaine). Tests comportementaux (EU1, 1 heure/hebdomadaire).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables sont liés à l’anesthésie pour l’IRM (2 heures, effets secondaires fréquents tels que nausées, vomissements, ainsi que des troubles respiratoires ou cardiovasculaires) et la chirurgie (4 heures, douleurs post-opératoires transitoires). Les nuisances sont liées aux prélèvements sanguins (15 minutes, stress modéré lié à l’immobilisation et à l’environnement expérimental) ainsi qu’a la contention pendant le test comportemental de préhension de nourriture (1 heure, stress modéré lié à l’immobilisation et à l’environnement expérimental) ainsi que pour les enregistrements électrophysiologiques (1h, stress lié à l’immobilisation).
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à la fin de la procédure pour une étude post-mortem du cerveau.
Remplacement
Ce projet recourt exclusivement à l’utilisation du primate non humain (PNH) car il n’existe pas de modèles mathématiques valides et réalistes permettant d’étudier les lésions dues à de tels symptômes moteurs. Nous recherchons à travers l’utilisation des modèles animaux complexes et intégrés à coller à la réalité de la pathologie humaine, impossible à trouver dans des modèles cellulaires. De ce fait, le recours à l’animal, tout d’abord le rongeur (données de la littérature), puis ici, le PNH (du fait de sa proximité avec l’homme) pour étudier les mécanismes impliqués dans ces processus lésionnels et réparateurs est une étape préliminaire nécessaire à la mise en place de nouvelles thérapies.
Réduction
Nos modèles sont générés sur un plateau de haute technicité nous permettant la manipulation des animaux dans les meilleures conditions et une grande reproductibilité dans les différents modèles, ce qui limite le nombre d'animaux.
Raffinement
Un protocole d’acclimatation et d’habituation progressif des singes à leur nouvel environnement d’animalerie est mis en place pendant 1 à 2 mois. Les chirurgies sont faites sous anesthésie générale et avec une couverture antalgique permettant de réduire le plus possible les douleurs ressenties, des soins appropriés en cas d’atteinte de points limites sont prodigués, avec un scoring permettant de décider des actions conservatoires à apporter. Les compléments alimentaires, lait enrichi et jus sont quelques outils dont nous disposons, nous permettant de concourir à l’amélioration de l’état de santé de nos animaux. Les chirurgies sont faites sous anesthésie générale et avec une couverture antalgique permettant de réduire le plus possible les douleurs ressenties. Pendant le transport pour réaliser l’IRM, le singe est maintenu au chaud sous une couverture et bordé d’une bouillotte, ses paramètres vitaux sont surveillés.
Choix des espèces
Le choix du macaque se justifie par la proximité phylogénétique, anatomique et fonctionnelle de son système nerveux central avec celui de l’Homme, en particulier au niveau du contrôle moteur. Contrairement aux modèles de rongeurs, le macaque présente une spécialisation des circuits moteurs hautement comparable à celles observées chez l’humain. Ce modèle permet ainsi une investigation plus fine des corrélats neurobiologiques de la motricité et une meilleure transposabilité des résultats, notamment pour l’étude des mécanismes physiopathologiques et l’identification de cibles thérapeutiques pertinentes. Le choix du stade de développement adulte se justifie par la nécessité d’étudier un système nerveux central pleinement maturé, caractérisé par une organisation stabilisée des circuits nerveux et une homéostasie calcique comparable à celle observée chez l’adulte humain. Les animaux ont en général entre 4 et 8 ans, en fonction de leur origine. Par ailleurs, les troubles moteurs associés aux maladies neurodégénératives surviennent majoritairement à l’âge adulte, rendant ce stade développemental particulièrement pertinent pour garantir la validité translationnelle des résultats.
Effet de la surexpression de calbindine sur la physiopathologie de la boucle cortico-sous-corticale 1/2
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Macaques rhésus : 3
6 macaques, trois à longue queue et trois rhésus, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour une étude post-mortem du cerveau. Chacun subit deux heures d'IRM sous anesthésie, quatre heures de chirurgie, des séances d'une heure d'enregistrement de ses cellules nerveuses, des prélèvements de sang hebdomadaires de quinze minutes et un test comportemental de préhension de nourriture d'une heure par semaine, sous contention. Il s'agit d'observer l'effet d'une surexpression de calbindine, protéine de régulation du calcium, sur un circuit cérébral du contrôle des mouvements. Sur le remplacement, le porteur écrit qu'il n'existe pas de "modèles mathématiques valides et réalistes" pour cette question et que le recours au primate non humain, "du fait de sa proximité avec l'homme", constitue "une étape préliminaire nécessaire" aux thérapies visées.
Objectifs
Cette étude se déroulera sur deux établissements utilisateurs. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre le rôle d’une protéine impliquée dans la régulation du calcium, la calbindine, élément essentiel au bon fonctionnement des neurones. Nous étudions son action dans un circuit du cerveau impliqué dans le contrôle des mouvements, un circuit souvent touché dans des maladies neurodégénératives. Chez les rongeurs, un manque de cette protéine fragilise les neurones, tandis que le rétablissement de sa production sur des cellules en culture semble les protéger. Chez le macaque, nos travaux montrent qu’elle pourrait aussi jouer un rôle important dans le contrôle de la motricité.
Bénéfices attendus
Nous étudions son action dans un réseau cérébral impliqué dans le contrôle des mouvements, un réseau souvent perturbé dans les maladies neurodégénératives. En obtenant des résultats chez le macaque, nous cherchons à comprendre comment cette protéine influence la santé des neurones et le bon fonctionnement des circuits responsables de la motricité. À moyen terme, ces travaux pourraient aider à identifier de nouvelles pistes pour mieux traiter certains troubles moteurs.
Procédures
IRM (EU2, 2 heures), la chirurgie (EU1, 4 heures), enregistrements des cellules nerveuses (1 heure par séance). Prélèvements sanguins potentiels (15 minutes, 1 fois par semaine). Tests comportementaux (EU1, 1 heure/hebdomadaire).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables sont liés à l’anesthésie pour l’IRM (2 heures, effets secondaires fréquents tels que nausées, vomissements, ainsi que des troubles respiratoires ou cardiovasculaires) et la chirurgie (4 heures, douleurs post-opératoires transitoires). Les nuisances sont liées aux prélèvements sanguins (15 minutes, stress modéré lié à l’immobilisation et à l’environnement expérimental) ainsi qu’a la contention pendant le test comportemental de préhension de nourriture (1 heure, stress modéré lié à l’immobilisation et à l’environnement expérimental) ainsi que pour les enregistrements électrophysiologiques (1h, stress lié à l’immobilisation).
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à la fin de la procédure pour une étude post-mortem du cerveau.
Remplacement
Ce projet recourt exclusivement à l’utilisation du primate non humain (PNH) car il n’existe pas de modèles mathématiques valides et réalistes permettant d’étudier les lésions dues à de tels symptômes moteurs. Nous recherchons à travers l’utilisation des modèles animaux complexes et intégrés à coller à la réalité de la pathologie humaine, impossible à trouver dans des modèles cellulaires. De ce fait, le recours à l’animal, tout d’abord le rongeur (données de la littérature), puis ici, le PNH (du fait de sa proximité avec l’homme) pour étudier les mécanismes impliqués dans ces processus lésionnels et réparateurs est une étape préliminaire nécessaire à la mise en place de nouvelles thérapies.
Réduction
Nos modèles sont générés sur un plateau de haute technicité nous permettant la manipulation des animaux dans les meilleures conditions et une grande reproductibilité dans les différents modèles, ce qui limite le nombre d'animaux.
Raffinement
Un protocole d’acclimatation et d’habituation progressif des singes à leur nouvel environnement d’animalerie est mis en place pendant 1 à 2 mois. Les chirurgies sont faites sous anesthésie générale et avec une couverture antalgique permettant de réduire le plus possible les douleurs ressenties, des soins appropriés en cas d’atteinte de points limites sont prodigués, avec un scoring permettant de décider des actions conservatoires à apporter. Les compléments alimentaires, lait enrichi et jus sont quelques outils dont nous disposons, nous permettant de concourir à l’amélioration de l’état de santé de nos animaux. Les chirurgies sont faites sous anesthésie générale et avec une couverture antalgique permettant de réduire le plus possible les douleurs ressenties. Pendant le transport pour réaliser l’IRM, le singe est maintenu au chaud sous une couverture et bordé d’une bouillotte, ses paramètres vitaux sont surveillés.
Choix des espèces
Le choix du macaque se justifie par la proximité phylogénétique, anatomique et fonctionnelle de son système nerveux central avec celui de l’Homme, en particulier au niveau du contrôle moteur. Contrairement aux modèles de rongeurs, le macaque présente une spécialisation des circuits moteurs hautement comparable à celles observées chez l’humain. Ce modèle permet ainsi une investigation plus fine des corrélats neurobiologiques de la motricité et une meilleure transposabilité des résultats, notamment pour l’étude des mécanismes physiopathologiques et l’identification de cibles thérapeutiques pertinentes. Le choix du stade de développement adulte se justifie par la nécessité d’étudier un système nerveux central pleinement maturé, caractérisé par une organisation stabilisée des circuits nerveux et une homéostasie calcique comparable à celle observée chez l’adulte humain. Les animaux ont en général entre 4 et 8 ans, en fonction de leur origine. Par ailleurs, les troubles moteurs associés aux maladies neurodégénératives surviennent majoritairement à l’âge adulte, rendant ce stade développemental particulièrement pertinent pour garantir la validité translationnelle des résultats.
Implication de l’autophagie dans l’ouverture de la barrière hémato-encéphalique à la suite d’un hémorragie intracérébrale
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système nerveux
Une heure d'acclimatation dans la salle, l'anesthésie à l'isoflurane, une craniotomie, puis l'injection de collagénase ou de 100 microlitres de son propre sang dans le striatum pour provoquer une hémorragie cérébrale. Trois heures plus tard, un double cathéter est inséré aux mêmes coordonnées pour liquéfier puis aspirer l'hématome, ou une aiguille aspire quinze minutes durant, deux fois. 3 440 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, tous tués par perfusion intracardiaque pour prélever les tissus et isoler les vaisseaux du cerveau. L'effectif comprend 3 360 rats pour les expériences et 80 "dédiés à l'entraînement des expérimentateurs", nombre que le porteur dit pouvoir ajuster à la baisse selon l'aisance et l'habileté de chacun.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de comprendre comment les vaisseaux sanguins du cerveau réagissent après une hémorragie cérébrale (un saignement dans le cerveau). Il est connu qu'une hémorragie abîme la paroi des vaisseaux, la rendant poreuse. Nous voulons étudier un mécanisme naturel de "nettoyage" et de réparation de ces cellules, pour voir s'il aide à maintenir l'étanchéité des vaisseaux sanguins. Bien que ce mécanisme ait été étudié dans d'autres cellules du cerveau, son rôle exact dans les vaisseaux sanguins après une hémorragie reste inconnu. Notre projet vise donc à : Observer comment ce système de réparation naturel évolue au fil du temps après l'hémorragie. - Comprendre comment l'opération chirurgicale consistant à retirer le sang accumulé (le traitement utilisé chez les patients à l'hôpital) modifie ce mécanisme de réparation. - Ce projet apportera de nouvelles connaissances qui pourraient, à terme, améliorer la prise en charge et les traitements des patients victimes d'une hémorragie cérébrale.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’apporter des connaissances inédites sur la façon dont les vaisseaux du cerveau réagissent et s'abîment après une hémorragie cérébrale. Ces résultats auront deux retombées principales : •Sur le plan fondamental : Mieux comprendre les systèmes d'autodéfense et de réparation des vaisseaux sanguins du cerveau. •Sur le plan médical (préclinique) : Évaluer très précisément l'impact et l'efficacité des chirurgies actuelles (qui visent à retirer le sang) sur la santé des cellules cérébrales. Cela permettra d'orienter les futures stratégies médicales.
Procédures
1- Acclimatation des animaux. Procédure : Mise en condition des rats dans la salle expérimentale avant manipulation. Durée : 1 heure. 1 fois par animal. 2- Anesthésie générale et préparation chirurgicale. Procédure : Induction et maintien de l’anesthésie à l’isoflurane (5 % induction, 2 % maintien), installation sur couverture chauffante, application de lidocaïne dans les conduits auditifs et sur la zone d’incision, pommade ophtalmique. Durée : 5–10 minutes. 3- Chirurgie stéréotaxique – Induction d’une hémorragie intracérébrale (HIC) - modèle collagénase. Procédure : Réalisation d’une craniotomie et injection intrastriatale de collagénase (2µl 1µl, 0,5µl/min, 0,2UI). Durée : 5–10 minutes. 4. Chirurgie stéréotaxique – Induction d’une hémorragie intracérébrale (HIC) -modèle sang autologue. Procédure : Réalisation d’une craniotomie et injection intrastriatale de 100 µL de sang autologue prélevé à partir de la veine caudale (20 µL/min pendant 5 min). Durée : 30–40 minutes. 5. Évacuation de l’hématome par fibrinolyse in situ. Procédure : 3 heures après induction de l’HIC, sous anesthésie, insertion d’un double cathéter (2 × 25G) aux coordonnées stéréotaxiques initiales. Injection de 2 µL de NaCl, rtPA ou urokinase, suivie 30 minutes plus tard de l’aspiration du sang liquéfié. Durée : 45–60 minutes. 6. Évacuation de l’hématome par aspiration mécanique. Procédure : insertion d’une aiguille 23G reliée à une seringue de 1 mL. Aspiration douce et contrôlée pendant 15 minutes, répétée une fois. Durée: 30-40 minutes. 7. Imagerie par résonance magnétique (IRM). Procédure : Séquences T2/T2* pour évaluation des lésions cérébrales sous anesthésie. Durée : 20–30 minutes. 8. IRM avec injection de gadolinium. Procédure : Injection intraveineuse de gadopentétate de dimeglumine suivie d’une acquisition T1 pondérée. Durée : 20 minutes. 9. IRM avec microparticules magnétiques. Procédure : Injection intraveineuse de particules magnétiques couplées à des anticorps anti-VCAM-1, puis séquence IRM T2*. Durée : 20 minutes. 10. Test de perméabilité vasculaire – Bleu Evans. Procédure: Injection en IV de Bleu Evans. Durée: 40 à 45 min. 11. Mise à mort par perfusion intracardiaque. Durée: 10-15 min.
Impact sur les animaux
Selon la procédure, des nuisances ou des effets indésirables sont à prévoir sur les animaux. Toutes les douleurs liées à des lésions de la peau des animaux (comme l’insertion d’une aiguille par exemple) seront empêchées par l’utilisation de la lidocaïne en spray ou en crème 5min avant le geste. Ces douleurs seront temporaires et se résorbent sous 48h. Pour les procédures pour lesquelles la douleur est plus importante, nous utiliserons la buprénorphine en injection sous-cutanée à la concentration de 0.3mg/mL à la posologie 0,1mg/kg, sous forme d’une injection unique. Enfin, pour les procédures où la chirurgie est estimée la plus sévère, comme la laparo-thoracotomie, sur conseil du vétérinaire affilié à notre laboratoire, un morphinique fort est préconisé. Le fentanyl pourrait être utilisé, 3-5 minutes avant le début de la procédure, à une dose de 0.3mg/kg injecté à un volume de 100µL en intra-péritonéal. Les procédures relatives aux évaluations comportementales ou d’imagerie sont indolores, mais peuvent engendrer un léger stress qui ne perdure pas dans le temps, dû soit à un nouvel environnement soit à l’isolement social. Les animaux retournent à un état basal dès qu’ils sont de retour dans leur cage et leur boxe de stabulation.
Devenir
L’ensemble des animaux utilisés seront mis à mort afin de prélever les tissus permettant des investigations histologiques, ainsi que l’isolement des vaisseaux cérébraux pour des analyses moléculaires complémentaires (Western blot, RT-qPCR ou dosage protéique).
Remplacement
Les procédures expérimentales ne peuvent pas être remplacées par d’autres méthodes expérimentales n’impliquant pas l’utilisation d’animaux vivants car des techniques de remplacement ne sont pas susceptibles d’apporter le même niveau d’information. Nous avons sélectionné le modèle présentant le meilleur compromis entre pertinence scientifique et sensibilité de l’espèce. Le rat est l’une des espèces les plus utilisés dans les études de pharmacocinétique et de pharmacodynamique. L’ensemble des acquis et des connaissances dont nous disposons rend cette espèce particulièrement intéressante dans le cadre de notre étude.
Réduction
Nous utiliserons le nombre minimal d’animaux afin de respecter le principe de réduction des 3R. Le nombre d’animaux a été déterminé en fonction : • De la spécificité et de la sensibilité des méthodes utilisées, • De nos travaux antérieurs publiés, • Et de la littérature scientifique disponible. L’effectif total nécessaire pour mener à bien ce projet est de 3360 rats, auxquels s’ajoutent 80 animaux dédiés à l’entraînement des expérimentateurs. Le nombre de 3440 animaux a été évalué et validé par un calcul de puissance statistique (power analysis, α = 0,05 ; puissance = 80 %) afin de garantir la robustesse des résultats tout en limitant le recours aux animaux. Par ailleurs, l’utilisation d’outils d’imagerie non invasive (IRM, MPIO, imagerie au gadolinium) permet de suivre les lésions cérébrales et d’étudier la distribution des produits dans le même animal, réduisant ainsi significativement le nombre total requis. Enfin, le nombre d’animaux destinés à l’entraînement (80) pourra être ajusté à la baisse en fonction de l’aisance, de l’habileté et de l’expérience de chaque expérimentateur dans la réalisation de ces gestes techniques.
Raffinement
Afin de souscrire au principe de raffinement, les animaux seront anesthésiés durant chaque procédure. Les expériences seront réalisées par du personnel qualifié en respectant les règles de bonnes pratiques de laboratoire pour le respect des animaux, tout en veillant à ne pas dépasser les points limites fixés au préalable. Le bien-être des animaux sera suivi bi-quotidiennement par du personnel qualifié 5j/7 et quotidiennement pendant les weekends et jours fériés et cela pendant toute la durée du projet. Les animaux sont hébergés dans des cages standards répondant aux normes européennes actuelles (Directive 2010/63/UE). Pour éviter de stresser les animaux, les cages seront isolées de tout bruit extérieur et l’accès à l’eau et à la nourriture sera ad lithium. Enfin, une importance particulière sera apportée au bien-être des animaux. Tout sera mis en œuvre pour réduire l’angoisse, la souffrance et la douleur de chaque animal, pouvant être occasionnées pendant le projet. Les principes éthiques et les standards de raffinement seront utilisés jusqu’à la mise à mort de l’animal. Après le réveil des animaux à l’issu de la chirurgie, les animaux seront observés jusqu’à l’obtention d’un comportement animal normal. La moitié de la cage des animaux sera placé sur une couverture chauffante leur donnant le choix quant à la température de la cage. De la nourriture humidifiée sera déposée dans la cage pour accès plus simple à l’alimentation après la chirurgie. Le transport des animaux en salle d’expérimentation sera réalisé en limitant les secousses et le bruit. La température de la salle d’expérimentation est contrôlée et adaptée au bien-être des animaux.
Choix des espèces
Le rat est l’espèce la plus appropriée pour ce projet, car il permet de reproduire une hémorragie intracérébrale (HIC) avec un volume suffisant pour envisager une évacuation chirurgicale, ce qui n’est pas réalisable dans des modèles de plus petite taille (ex. souris). Le rat est par ailleurs l’une des espèces les plus utilisées en neurosciences expérimentales. Son système nerveux central est bien documenté, et son anatomie ainsi que sa physiologie cérébrale présentent des similarités importantes avec celles de l’Homme, en particulier concernant la vascularisation cérébrale et l’organisation de la barrière hémato-encéphalique. De plus, les modèles d’HIC chez le rat (modèle à la collagénase et modèle d’injection de sang autologue) sont validés et largement utilisés dans la littérature, ce qui garantit la reproductibilité et la fiabilité des résultats. Enfin, notre équipe dispose d’une expertise reconnue dans l’utilisation de ces modèles, ce qui rend cette espèce particulièrement pertinente pour atteindre les objectifs de ce projet. Les rats utilisés dans cette étude seront âgés de 8 à 12 semaines, correspondant à un stade de jeune adulte. Ce stade est adapté car il représente un âge où le développement cérébral est complet et où la barrière hémato-encéphalique est pleinement fonctionnelle, ce qui permet de modéliser de manière pertinente les mécanismes observés chez l’adulte humain. De plus, les jeunes adultes présentent une meilleure tolérance aux procédures chirurgicales et aux anesthésies, tout en limitant la variabilité liée aux phénomènes de vieillissement ou aux pathologies liées à l’âge.
Rôle des senseurs métaboliques dans l’activité des circuits de la récompense alimentaire chez la souris en restriction alimentaire
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une restriction alimentaire de deux à trois semaines, la pose d'implants crâniens sous anesthésie de 45 minutes à une heure, douze injections, un gavage et des prélèvements de sang deux à trois fois par semaine composent le protocole imposé à 1 260 souris. Toutes sont tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et leur cerveau est prélevé pour analyse. La restriction leur fait perdre du poids et baisser la glycémie, afin de reproduire l'état de dénutrition des personnes atteintes d'anorexie mentale, maladie pour laquelle le porteur indique qu'il n'existe aucun traitement médicamenteux efficace. L'isolement et les tests comportementaux sont donnés comme sources de stress, sans qu'aucun de ces tests soit nommé.
Objectifs
L’anorexie mentale est un trouble des conduites alimentaires qui touche plus particulièrement les femmes et se caractérise par une restriction alimentaire et une activité physique compulsives aboutissant à une dénutrition chronique et à une détérioration de la santé physique et mentale. L’anorexie mentale présente un taux de rechute important et, parmi les troubles psychiatriques, c’est la maladie qui a le taux de mortalité le plus élevé. La compréhension de cette maladie ainsi que son évolution représentent donc un enjeu de santé publique majeur. L’objectif de ce projet, mené chez la souris qui mime l’état de dénutrition des patientes, est d’identifier les mécanismes cérébraux impliqués dans l’anorexie mentale et de voir s’il est possible de corriger ces anomalies cérébrales afin d’améliorer les symptômes de la maladie. Par une meilleure compréhension des mécanismes cérébraux impliqués dans l’anorexie mentale, cela permettra d’amener des pistes de traitement pour cette pathologie pour laquelle il n’existe, à ce jour, aucun traitement médicamenteux efficace.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d'évaluer comment un modèle de souris, rassemblant des facteurs de risque environnementaux de la maladie, peut apporter des éléments de compréhension des mécanismes mis en jeu dans les anomalies du comportement alimentaire dans l’anorexie mentale et ainsi fournir des connaissances utiles pour envisager de nouvelles cibles thérapeutiques.
Procédures
Pose d’implants sous anesthésie générale et analgésie: 1 fois, durée 45 minutes à 1 heure. Prélèvements de sang d'une durée de 5 sec (2 à 3 fois par semaine) et d'une durée de 2-3 minutes (2 à 3 fois au cours de la procédure). Injections: 12 injections, durée 5 secondes, Gavage oral : 1 fois, durée 20 secondes. Durée de la restriction alimentaire : 2-3 semaines.
Impact sur les animaux
Le protocole de restriction alimentaire entraine une perte de poids et une baisse de la glycémie. L’isolement des animaux et les tests comportementaux peuvent induire un stress. La chirurgie peut entrainer une douleur et un saignement au niveau du crâne. Une douleur et un stress peuvent également être associés aux injections d’analgésique et à l’acte chirurgical. Les mesures de glycémie nécessitent une petite incision au niveau de la pointe de la queue pour prélever une goutte de sang, ce qui peut aussi entraîner un stress transitoire chez les animaux. Le gavage orale avec une solution nutritive peut entraîner un stress de courte durée.
Devenir
Pour la procédure 1, tous les animaux seront mis à mort pour récupérer le cerveau afin de permettre des analyses histologiques, biochimiques ou moléculaires de biomarqueurs en post-mortem dans les différentes structures cérébrales.
Remplacement
Ce projet met en jeu des approches intégrées sur animal entier, des explorations fonctionnelles et comportementales complexes (cognition, comportement alimentaire, activité motrice) sur animal vigile, mimant la pathologie humaine et qui ne peuvent donc pas être substituées par des approches in vitro.
Réduction
Une analyse de puissance statistique a permis de déterminer le nombre d'animaux minimum nécessaire au projet. Les résultats obtenus sont analysés avec des tests statistiques adaptés.
Raffinement
Les animaux sont surveillés par un personnel compétent pour vérifier leur état physique et comportemental et leur poids est mesuré 2 à 3 fois par semaine au cours de la restriction alimentaire. Pour réduire le stress lié à l’isolement ponctuel pour la mesure individuelle du comportement alimentaire, les animaux sont hébergés dans un environnement en cages ouvertes permettant de sentir et entendre leurs congénères. La chirurgie est effectuée sous analgésie et anesthésie générale. D’autre part, des grilles de points limites gradés et un arbre décisionnel adaptés à chaque procédure sont mis en place. En fonction des observations faites, des mesures sont prises pour remédier à la souffrance de l’animal, à savoir soit des soins quand ceux-ci peuvent être mis en place, soit l’arrêt de l’expérience.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix pour l'exploration du comportement alimentaire. Les régulations mises en jeu ont été bien caractérisées dans cette espèce et il existe une similitude avec les observations chez l’Homme. L’organisation anatomique et fonctionnelle du cerveau est relativement proche de celle de l’Homme, ce qui permet des études anatomiques et fonctionnelles. De plus, les modèles génétiquement modifiés utilisés dans ce projet ont été créés chez la souris et nous permettent de réaliser des études comparatives entre les observations faites chez la souris et certains aspects de la pathologie humaine. L’anorexie mentale fait partie des pathologies psychiatriques qui touchent principalement des sujets adolescents et jeunes adultes. Le projet sera donc réalisé chez de jeunes souris adultes.
Extraction de cellules de cerveau murin pour culture de cellules primaires
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
Pour cultiver des cellules cérébrales fraîches destinées à l'étude d'un cancer du cerveau, 1 395 souris vont être tuées sans avoir subi aucune autre procédure, dans un projet classé d'un niveau de souffrance léger. Une partie des lignées employées est immunodéprimée par modification génétique, donc plus sensible aux infections. Le porteur indique que tous les embryons et souriceaux d'une portée sont utilisés, l'isolement des cellules visées se faisant entre 0 et 3 jours après la naissance ou sur des embryons de 17,5 jours, et que le cerveau de la femelle gestante peut aussi être prélevé. La mise à mort ne sert qu'à prélever les cerveaux, une culture de cellules primaires étant présentée comme plus proche des patients que les lignées immortalisées.
Objectifs
Nous étudions le cancer cérébral le plus fréquent chez l'adulte. Le traitement standard actuel, comprenant la chirurgie pour retirer la tumeur, chimiothérapie et radiothérapie, ne permet qu'une survie médiane de 15 mois en moyenne avec une récidive quasi systématique. Nous étudions les intéractions entre les cellules cancéreuses et les cellules saines qui les entourent afin d'évaluer l'impact de celles-ci sur le développement des tumeurs. L'utilisation de cellules primaires (prélevées sur tissus frais) plutôt que des lignées immortalisées (artificiellement modifiées) est essentielle afin de se rapprocher au plus des conditions réelles chez les patients.
Bénéfices attendus
Des bénéfices sur la santé humaine sont attendus à long terme sur ce projet qui permet de mieux comprendre les mécanismes de ce cancer du cerveau afin d'en trouver de nouvelles pistes thérapeutiques car c'est un cancer très agressif et actuellement incurable.
Procédures
Une des lignées de souris utilisée est immunodéprimée (leurs défenses immunitaires sont diminuées) du fait de ses modifications géniques. Les animaux ne seront soumis à aucune intervention avant leur mise à mort.
Impact sur les animaux
Les souris d’une des lignées utilisées sont immunodéprimées (leurs défenses immunitaires sont diminuées), ce qui les rend plus sensibles aux infections. Aucune procédure n'est appliquée aux animaux vivants.
Devenir
Chaque animal sera mis à mort afin de pouvoir prélever les cerveaux et d'en extraire différents types cellulaires.
Remplacement
L'utilisation de cellules primaires (prélevées sur tissus frais) permet un grand nombre d'expériences afin d'obtenir des résultats dans différents domaines, évitant ainsi l'utilisation de cohortes importantes d'animaux. Les cellules primaires offrent un modèle plus physiologique que les lignées immortalisées (artificiellement modifiées), rendant les résultats plus proches de la réalité chez les patients.
Réduction
Tous les embryons ou souriceaux d'une portée sont utilisés pour extraire les cellules. Dans certains cas, le cerveau de la femelle gestante peut aussi être prélevé afin de réaliser des expériences complémentaires ou des tests. De nombreuses expériences peuvent être menées sur les cellules obtenues à partir d'un lot d’individus. Pour la production des animaux génétiquement modifiés, peu de géniteurs sont nécessaires et tous les animaux de la portée sont utilisés.
Raffinement
Des points limites adaptés seront choisis et un arbre décisionnel avec des critères d'arrêt des souffrances sera mis en place. Puisqu'aucune procédure n'est prévue sur animaux vivants, les points limites généraux seront appliqués dans le cadre de la surveillance des animaux.
Choix des espèces
La souris étant un mammifère, son cerveau et les cellules qui le constituent sont suffisamment proches de l'Homme pour constituer un modèle cohérent dans l'étude des intéractions entre les cellules de cancer cérébral et son micro-environnement. Les lignées transgéniques nous permettront de cibler localement un gène en l'inactivant une fois les cellules extraites, sans dommager l'ensemble des cellules des animaux. Les lignées de souris contrôles sont utilisées pour des expériences in vivo sur d'autres parties du projet, l'extraction de cellules à partir de ces lignées permettra de mieux caractériser le micro-environnement tumoral de ces modèles. Pour les souriceaux : l'isolement du type de cellules cérébrales qui nous intéresse peut être réalisée entre 0 et 3 jours après la naissance, nous allons tester ces différents stades pour trouver celle avec laquelle nous obtiendrons les meilleurs résultats. Pour les embryons : nous avons optimisé un protocole d'extraction et de purification de neurones à partir de la littérature scientifique, l'utilisation d'embryons à 17.5 jours après accouplement permet l'obtention de neurones les plus fonctionnels, avec une meilleure viabilité.