Système nerveux
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Modulation de l’activité neuronale pour reformer des circuits neuronaux lésés chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une injection dans l'œil de vingt secondes, un implant posé dans le cerveau en trente minutes, une lésion du nerf optique en dix secondes, les souris de ce projet peuvent enchaîner plusieurs de ces chirurgies. Certaines sont opérées entre deux et six jours de vie, avec le risque que leur mère ne les accepte plus au retour dans la cage, et toutes celles qui portent un implant vivent isolées pour qu'elles ne se rongent pas le dispositif entre elles. 1 065 souris vont être utilisées, dont 327 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, la stimulation intracérébrale pouvant déclencher des crises d'épilepsie et l'implant provoquer des lésions du cerveau, avant deux tests de vision trois fois par semaine pendant quatre semaines. Toutes sont mises à mort à la fin de chaque procédure, pour récupérer les tissus dans les meilleures conditions et mesurer la repousse des axones.
Objectifs
Les lésions du système nerveux touchent de plus en plus de personnes. Plus de 90% des lésions traumatiques sont dues à des accidents de la route, la violence ou des chutes. Elles touchent majoritairement de jeunes patients puisque d’après les données de l’Organisation Mondial pour la Santé, ces atteintes surviennent chez des personnes âgées entre 20 et 29 ans. Les patients souffrant de lésions du système nerveux restent handicapés de façon permanente puisque les neurones du système nerveux central (cerveau, moelle épinière) n’ont pas la capacité de repousser spontanément. A ce jour il n’y a pas de traitement permettant de réparer le système nerveux central. La compréhension des mécanismes moléculaires des lésions du système nerveux représente donc un défi majeur en biologie dans le but de développer des stratégies thérapeutiques innovantes. Certaines molécules ont déjà pu être mises en évidence cependant elles peuvent être à l'origine de cancers. Cela limite leur utilisation à des fins thérapeutiques. Ce projet a pour but d’identifier de nouvelles approches permettant la reformation des circuits dans le système nerveux central pour envisager le retour fonctionnel. Pour cela l’utilisation de stimulateurs neuronaux implantables semble être pertinente au vu de la litterature. Le but de ce projet est d’établir les paramètres nécessaires pour stimuler le cerveau de façon à promouvoir sa connexion avec le nerf optique. Dans ce projet, le système visuel de la souris sera utilisé comme modèle de régénération du système nerveux. Pour cela il faudra (i) induire la régénération du nerf optique, (ii) mesurer l'activité du cerveau chez la souris en développement et chez la souris adulte et enfin (iii) déterminer les paramètres de stimulation du cerveau permettant au nerf optique de se reconnecter au cerveau.
Bénéfices attendus
Nos travaux vont (i) définir les paramètres de stimulation afin de favoriser la réinnervation du cerveau, (ii) déterminer l’impact de la stimulation du cerveau sur les neurones et autres cellules. Nos résultats permettront de mettre en évidence de nouvelles procédures qui peuvent être exploitées pour le développement de thérapies innovantes dans le domaine de la réparation du cerveau mais aussi pour des lésions de la moelle épinière.
Procédures
Les souris peuvent subir une ou plusieurs chirurgies. -injection dans l’œil qui dure 20s. -insertion d’un implant dans le cerveau de souriceaux qui dure environ 30min. - insertion d’un implant dans le cerveau de souris adulte qui dure environ 30 min. -lésion du nerf optique dure 10 secondes. -injection dans le cerveau qui dure 5min. Les souris participeront à 2 tests de comportement pour étudier le fonctionnement du système visuel. Elles sont testées durant 4 semaines avec une fréquence de trois fois par semaine.
Impact sur les animaux
Nuisances liées à l’implant : -les nuisances seront liées principalement à d’éventuelles douleurs post-opératoires après l’insertion de l’implant. - L'infection du site d'insertion, qui est un risque rare, peut engendrer de la douleur et de la fièvre. -La fixation de l’implant peut se détériorer conduisant à des lésions du cerveau. Les animaux risquent de subir des dommages fonctionnels et sensoriels. -De plus, cet équipement nécessite de maintenir les animaux isolés en cages individuelles afin de les empêcher de ronger le dispositif de leurs congénères. -La stimulation intracérébrale peut avoir éventuellement des effets non désirés comme par exemple la génération de crises d'épilepsie ou des lésions autour de l’implant. Nuisances liées aux injections et lésion du nerf optique : -L'œil peut être endommagé lors des injections intra-oculaires et lors des lésions du nerf optique. -Pour les injections intracérébrales, les nuisances seront liées principalement à d’éventuelles douleurs post-opératoires Concernant les procédures de chirurgie chez les souriceaux, il y a un risque qu'ils ne soient pas acceptés par la mère lors de leur retour dans la cage.
Devenir
Notre projet nécessite de récupérer les tissus dans les meilleures conditions afin d’étudier l’étendue de la repousse axonale suite au traitement par nos molécules. A la fin de chaque procédure les animaux seront mis à mort.
Remplacement
Pour atteindre nos objectifs, les modèles murins sont essentiels et non remplaçables car i) les modèles de lésion du nerf optique chez la souris sont les mêmes que chez l’humain, ii) un très grand nombre de lignées de souris transgéniques sont déjà disponibles pour nos recherches et iii) les mécanismes de croissance nécessitent l’intervention de différents acteurs (neurones, cellules gliales, environnement de la lésion…) et ne peuvent être mimés efficacement in vitro ou modélisés. Le modèle murin est le standard international reconnu pour la recherche sur la régénération du système nerveux central. iv) Notre approche méthodologique permet d'avoir accès à l’activité d’une structure dans un réseau complexe au sein du cerveau. L'activité des neurones est fortement influencée par la région à laquelle ils appartiennent mais également par l'interaction de ces neurones avec d'autres types cellulaires comme les astrocytes. Ce modèle ne peut donc pas être remplacé par un modèle dépourvu de cette régionalisation et de ces interactions comme la culture cellulaire (in vitro). Même les modèles in vitro les plus performants ne permettent pas de reconstituer les interactions neurones et cellules de soutien, et les axones en cours de régénération. Par ailleurs, s'agissant des modèles informatiques, ceux-ci ne permettent pas de reproduire l'environnement physiologique dans lequel les axones repoussent. Ils ne permettent pas non plus d'inclure tous les acteurs potentiellement perturbés par les lésions.
Réduction
Plusieurs mesures sont appliquées pour permettre la réduction du nombre d’animaux utilisés dans ce projet : -La validation systématique de toutes nos préparations de virus pour s’assurer de leur efficacité avant les expériences -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.-La mise en place d'une phase exploratoire des paramètres de stimulation ex vivo pour diminuer le nombre d'animaux nécessaire pour les procédures in vivo.
Raffinement
Les études ne seront faites que par des personnes entrainées afin de réduire au maximum le risque de dommages aux animaux. Afin de réduire le plus possible toute douleur ou détresse que les animaux pourraient ressentir, ils seront observés au moins une fois par jour par le personnel compétent impliqué dans la réalisation des procédures expérimentales et/ou dans l'application de ces procédures et/ou dans le soin des animaux. Une échelle de cotation de douleur basée sur des signes indicatifs de gêne sera utilisée afin d'évaluer l'état général de chaque animal et de définir le point limite, permettant ainsi de prendre le plus rapidement possible des mesures nécessaires pour préserver le bien-être de l'animal. Pour les protocoles impliquant la mise en place d’un implant, de la nourriture hydratée est disposée dans la cage des animaux à opérer deux jours avant l’insertion de l’implant afin de les conditionner à cette prise de nourriture pour une meilleure récupération postopératoire. Les souris sous anesthésie générale auront leurs yeux protégés tout au long de la procédure chirurgicale par application d’un gel ophtalmique et les points de contention seront soulagés au niveau des oreilles par injection sous-cutanée d’un antalgique local. En post-opératoire les animaux seront placés sous une lampe chauffante jusqu’à leur réveil avec contrôle de la température. Les douleurs post-opératoires seront prévenues par l’addition d’un antalgique dans leur eau de boisson avant et après l’opération. Afin d’éviter qu’ils ne se rongent les implants entre eux, les animaux seront isolés en cages individuelles. L'isolement sera limité par le fait que nous utilisons des cages avec grilles, en portoir ouvert, proches les unes des autres. Ainsi, des interactions sociales et sensorielles persistent. Dans le cadre des chirurgies sur souriceaux de 2 à 6 jours nous utiliserons une anesthésie adaptée à ces âges. Avant l’injection intra-oculaire, les souriceaux recevront un antalgique local en crème au niveau des paupières. Après l’injection intra-oculaire, les souriceaux seront placés sous une lampe chauffante avec de la litière provenant de la cage de la mère. A leur réveil, ils retourneront avec leur mère. De plus la mère et les souriceaux seront habituer à l'odeur des différentes substances qui seront mis en contact avec leur pelage/peau de façon à réduire d'avantage les risques de rejet.
Choix des espèces
La souris représente le modèle standard grâce à une grande similitude de neuroanatomie avec l’homme. De plus les mécanismes impliqués dans la régénération du système nerveux sont partagés entre les deux espèces. Ceci n’est pas le cas des autres modèles tels 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. La souris permet de réaliser des tests de comportement pour analyser le retour de la vision. Enfin, tous les modèles de souris transgéniques nécessaires à notre projet sont disponibles. Ceci n’est pas le cas pour le rat par exemple. Pour l’ensemble des expériences proposées nous utiliserons des souris dont le système nerveux est en cours de maturation (2, 6, 10,12, 21 jours après la naissance) et chez l’adulte (animaux de 40 jours). Ces dates correspondent à des phases spécifiques de maturation de la région cérébrale d'intérêt. Nous voulons étudier les mécanismes de régénération dans le système nerveux central adulte pour être le plus proche possible des lésions traumatiques chez l’homme.
Recherches sur les dyskinésies induites par le traitement de la maladie de Parkinson, le L-DOPA, et sur des molécules réduisant sa survenue dans des modèles murins de cette maladie
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Jusqu'à 46 jours d'injections quotidiennes, 25 jours de L-Dopa, puis cinq séances de deux heures enfermée dans un cylindre de plexiglas pour observation, voilà ce que traverse chaque souris de ce projet. 13 896 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, après une chirurgie cérébrale de trente minutes injectant une toxine qui détruit leurs neurones dopaminergiques. La L-Dopa provoque ensuite les mouvements anormaux recherchés, que le porteur décrit comme pouvant gêner l'accès à l'eau et à la nourriture pendant deux à trois heures après chaque injection. L'effectif intègre des lots prévus pour refaire une troisième fois les expériences en cas de résultats discordants, et le porteur annonce que la "production" d'animaux sera réduite si moins de molécules sont retenues.
Objectifs
Le traitement classique des symptômes de la maladie de Parkinson est la L-Dopa. Au début du traitement la L-Dopa réduit les symptômes moteurs, mais après quelques années de traitement, des mouvements anormaux involontaires handicapants, appelés dyskinésies et induits par L-Dopa, se développent. L’objectif de ce projet est d’évaluer le potentiel thérapeutique de molécules anti-dyskinétiques déjà commercialisées, ou non, sur ces mouvements involontaires dyskinétiques induits par le traitement chronique par L-Dopa. Ce projet permettra aussi d‘évaluer un potentiel effet protecteur de ces mêmes molécules sur les neurones atteints lors de la maladie de Parkinson.
Bénéfices attendus
La maladie de Parkinson est la deuxième maladie neurodégénérative la plus fréquente au monde. Originairement considérée comme une maladie des personnes âgées, elle est de plus en plus diagnostiquée avant l’âge de 65 ans, notamment comme dans les formes génétiques étudiées ici. Les seuls traitements disponibles sont symptomatiques, mais malgré leurs efficacités dans la réduction des symptômes moteurs, ils induisent des effets indésirables comme les dyskinésies qui sont des mouvements anormaux. D’où la nécessité d’explorer de nouvelles thérapies. Ce projet fera progresser les connaissances dans les domaines de la physiopathologie de la maladie de Parkinson et des dyskinésies induites par le traitement par L-Dopa. Ces recherches thérapeutiques sont en amont d’une application pratique en médecine humaine et requièrent une expérimentation animale afin d’apporter la preuve de concept concernant leur efficacité. Il est à noter que si la preuve de concept est apportée dans le domaine de la maladie de Parkinson, des approches similaires pourront être développées pour soigner d’autres maladies neurologiques. En étudiant l’expression des gènes dans certains régions du cerveau après traitement, on espère pouvoir mieux comprendre les mécanismes d’action de ces molécules anti-dyskinétiques que nous allons utiliser dans ce projet et identifier des nouvelles cibles thérapeutiques pour la prise en charge de la maladie de Parkinson. Les résultats de ce projet pourront également participer à un développement clinique chez les patients parkinsoniens.
Procédures
Les animaux seront soumis à une unique procédure chirurgicale sous anesthésie générale et analgésie, pour une injection dans une zone spécifique du cerveau pour la mise en place de notre modèle. Elle durera 30 minutes environ. Les animaux recevront des injections des molécules à évaluer (1 fois par jour pendant 46 jours maximum, seulement pour les groupes d’animaux qui seront traités avant la chirurgie) et du traitement de la maladie de Parkinson (L-Dopa, 1 fois par jour pendant 25 jours maximum). Les animaux seront placés chacun dans des cylindres en plexiglas pour pouvoir être observés, 5 fois pendant les 25 jours de traitement par L-Dopa, et pour une durée maximale de 2 heures, afin d’évaluer l’intensité des mouvements anormaux induits par la L-Dopa et l’action des molécules sur cette intensité. Tous les animaux seront euthanasiés selon une méthode réglementaire afin de réaliser les différents prélèvements et analyses.
Impact sur les animaux
La chirurgie sera associée à un risque de douleur dans les heures ou les jours suivants. De plus l’injection réalisée pour la mise en place du modèle pourra générer un retard de récupération transitoire pour l’animal (difficultés transitoire motrices causant des difficultés pour s’abreuver et s’alimenter et engendrant des pertes de poids). L’anesthésie générale nécessaire pour la chirurgie génèrera une hypothermie et une sécheresse oculaire, elle pourra également être associée à des problèmes cardiorespiratoires. L’injection du traitement pour la maladie de Parkinson (L-Dopa) générera des mouvements anormaux (dyskinésies) pouvant générer un stress et pouvant aller jusqu’à provoquer des difficultés à s’alimenter et s’abreuver pour l’animal de façon très transitoire, dans les 2 à 3 heures suivant l’injection de la L-Dopa puis l’animal reviendra à son état habituel. Le changement d’environnement pour les tests comportementaux pourrait provoquer un peu de stress. Les injections peuvent également générer du stress et une douleur légère et de courte durée. Pour les injections répétées il existe un risque d’induration de la zone injectée, d’inflammation ou d’hématome.
Devenir
A la fin des procédures, tous les animaux seront euthanasiés pour prélever les tissus d’intérêt pour permettre les analyses afin de répondre à notre question scientifique.
Remplacement
Notre projet propose d’étudier les conséquences de la mort des neurones dopaminergiques et sur d’autre partie du cerveau, et de trouver de nouveaux traitements pour les pallier. Le fonctionnement de ces neurones et leurs implications dans la production des mouvements normaux ou anormaux ne peut, à ce jour, pas être évaluée avec des modèles in vitro (cellulaires) ou computationnels. Le projet étudie des fonctions spécifiques du système nerveux dont l’exploration requiert un cerveau avec le moins d'altérations possibles, nécessitant des souris transgéniques et ne peut se faire qu'à l'aide d'études sur l'animal. D'une façon générale, nous nous efforçons continuellement à réévaluer nos approches et adapter nos expériences pour des modèles in vitro ou computationnels autant que possible.
Réduction
Le nombre total d'animaux impliqués sera de 13896 maximum. La taille des groupes expérimentaux est estimée en se basant sur des travaux précédents. 15 à 22 animaux par groupe seront nécessaires dans le cadre de ce projet pour obtenir des effets statistiquement significatifs dans les réponses que nous proposons de tester. Ces lots ont été définis en utilisant des tests statistiques afin de limiter au strict minimum les effectifs par groupe tout en obtenant des résultats statistiquement exploitables. En fonction des besoins expérimentaux pour les projets de recherche il est possible que nous produisions moins d’animaux que prévu. Par exemple, ce nombre inclut les lots expérimentaux nécessaires pour effectuer les procédures une troisième fois en cas de non-concordance lors de l’expérience de vérification des résultats initiaux. Ces lots ne seront utilisés qu’en cas de résultats non concordants lors des deux expériences. La production d’animaux sera réduite et adaptée en fonction du nombre de molécules anti-dyskinétiques qui seront sélectionnées lors des premiers résultats sur un nombre réduit d'animaux et le nombre total d’animaux s’en verra réduit. Tous les animaux participant à ces procédures conduiront à des analyses biochimiques en rapport avec les comportements observés, afin de réduire le nombre d’animaux qui auraient été utilisés si les analyses biochimiques étaient effectuées sur d’autres lots. Les doses de traitements et le schéma d’injection de toxine intracérébrale seront également optimisés pour limiter le nombre d’animaux qui ne développeraient pas de dyskinésies et qui ne pourraient pas être inclus dans les groupes expérimentaux après chirurgie, cela permettra de réduire le nombre total d’animaux opérés pour obtenir le bon nombre dans groupe expérimental.
Raffinement
L'hébergement et les protocoles expérimentaux utilisés ont été optimisés pour réduire au minimum la douleur et l'inconfort des animaux. Les souris provenant d’un fournisseur externe seront placées dans une salle d’acclimatation pendant au moins 6 jours avant toutes utilisation. Les animaux seront hébergés en groupe de 2 à 5, dans un environnement à température contrôlée, avec cycle diurne nocturne de 12h à changement progressif. L'eau et la nourriture seront fournies ad libitum. Un carré de coton pour nidifier ainsi qu’un bâtonnet à ronger seront placés dans chacune des cages de manière à offrir aux animaux un enrichissement. Si besoin, lors d’un petit effectif ou de tension dans le groupe un complément d’enrichissement peut être apporté par des maisonnettes ou des lanières de kraft. Les animaux seront observés quotidiennement, en cas d’anomalie un processus de déclaration au comité interne responsable du bien-être animal et à l’équipe de recherche est mis en place pour assurer la meilleure prise en charge des animaux. Pendant les procédures, les animaux seront observés, manipulés et pesée régulièrement. La chirurgie sera réalisée chez des animaux endormis et avec traitements anti-douleur adaptés. On maintiendra la température de l’animal à l’aide d’une chambre d’induction et de réveil chauffées et d’un tapis chauffant au cours de la chirurgie. Un gel oculaire sera mis en place pour éviter toute sécheresse oculaire. Après la chirurgie, les animaux recevront de la nourriture gélifiée et/ou réhydratée pour faciliter leur récupération, éviter de la déshydratation ou une perte de poids trop importante. Ils seront surveillés jusqu’à 2 fois par jour en période post-chirurgicale et seront pesés tous les 1-2 jours après chirurgie et jusqu’à récupération de leur poids initial. Le suivi que nous mettrons en place devrait permettre de détecter précocement tout signe de souffrance et mettre en place la prise en charge adaptée. L'évaluation de la douleur et de la détresse sera réalisée en observant l'aspect des souris et leur comportement. Des points limites sont définis et seront respectés pour éviter toute souffrance animale. Pour les traitements injectés, nous vérifierons la souplesse de la peau avant injection et nous changerons de site d’injection chaque jour. Une partie des animaux sera euthanasiée par injection d’un agent euthanasiant, cette injection sera précédée d’une pré-sédation afin de réduire le stress et la douleur induits par l’euthanasiant.
Choix des espèces
Dans le projet, la souris sera utilisée afin de tirer profit des techniques de transgénèse très efficaces dans cette espèce. La souris est le modèle le plus utilisé pour les maladies humaines du mouvement, notamment la maladie de Parkinson et donc la dyskinésie induite par traitement avec la Lévodopa. Pour l’études des dyskinésies, la méthode de lésion sélective des neurones dopaminergiques avecune toxine est très efficace et maitrisée chez cette espèce depuis de nombreuses années. La souris a des mouvements coordonnés des pattes pour des comportements moteurs élaborés qui sont fortement impactés par la dégénérescence des neurones dopaminergiques, ce qui en fait un modèle particulièrement pertinent pour l’étude de la maladie de Parkinson. Le striatum murin, comporte également une organisation anatomo-fonctionnelle proche de celles des primates non humains et humains, ce qui permet relativement facilement d’extrapoler les mécanismes découverts chez la souris à l’humain. La maladie de Parkinson étant une maladie qui touche les adultes, les expériences auront lieu que chez des animaux adultes adultes âgés de 6 à 10 semaines environ, afin de ne pas interagir avec les phénomènes développementaux.
2/2 – Identification des réseaux cérébraux impliqués dans le développement de la dépression majeure suite à un stress chronique environnemental chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Isolées en cage individuelle, 180 souris subissent un stress imprévisible une heure par jour pendant vingt et un jours, jusqu'à développer l'état dépressif recherché. Toutes sont tuées à l'issue pour prélever leur cerveau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Le porteur décrit l'hébergement individuel comme une condition "indispensable" au développement de la dépression et l'apparition de cet état comme "inévitable", puisque c'est l'objet même de l'étude, et attend de l'imagerie cérébrale des marqueurs utilisables à "moyen et long terme". Cinq tests comportementaux sont annoncés, dont un jeûne et un isolement de vingt-quatre heures, et seul le dernier est nommé, l'évaluation de la construction du nid.
Objectifs
La dépression majeure chronique est une maladie mentale touchant 5 à 10 % de la population mondiale. Elle constitue la cause d’invalidité la plus fréquente, avec un fardeau social et économique estimé à plus de 170 milliards d’euros par an en Europe. Malgré les efforts déployés pour mieux comprendre et prendre en charge cette pathologie, aucun biomarqueur n’a encore pu être identifié, laissant le diagnostic de la maladie reposer uniquement sur une évaluation clinique des patients. Une meilleure compréhension des mécanismes physiopathologiques sous-tendant la dépression majeure chronique est donc nécessaire pour l’identification de biomarqueurs utilisables comme outil diagnostique, cibles thérapeutiques ou marqueurs prédictifs de la réponse thérapeutique. Il a également été démontré que le stress était une des comorbidités associées à la dépression majeure chronique ainsi qu’un facteur précipitant le développement de la maladie. Les patients dépressifs présentent par ailleurs des altérations structurelles et fonctionnelles de leur réseaux cérébraux, visibles par imagerie par résonance magnétique (IRM). Ces altérations de la connectivité cérébrale pourraient ainsi constituer les biomarqueurs nécessaires à une meilleure prise en charge des patients. Ce projet a donc pour objectif d’identifier les réseaux cérébraux impliqués dans le développement et la chronicisation de la dépression induite par un stress variable chronique chez le modèle animal souris. L’identification des changements de connectivité cérébrale et la mise en évidence de l’implication de zones spécifiques au niveau du cerveau pourraient aider la recherche préclinique et clinique, et accélérer les stratégies thérapeutiques. Ce projet se déroule dans 2 Etablissements Utilisateur: EU1 et EU2.
Bénéfices attendus
Le but de cette étude est de mieux comprendre l’effet du stress environnemental sur la connectivité cérébrale et le développement d’un état de dépression chez la souris afin de pouvoir proposer des solutions thérapeutiques à moyen et long terme.
Procédures
Les animaux seront soumis à 1/ un stress variable chronique pendant 21 jours constitué de 3 types de stress - exposition d’1h à 1 stress par jour - avec développement de troubles dépressifs (objet de l’étude) (EU1), 2/ Une évaluation comportementale de la dépression composée de 5 tests d’une durée de 5 min, 5 min, 6 min, 5 min et 24 h (évaluation de la construction du nid). Chaque test sera réalisé une seule fois par animal avec un délai minimal de 48 h entre chaque test (EU1), 3/ un examen IRM sous anesthésie incluant: une séquence d'IRM fonctionnelle de 16 min, une séquence d'IRM anatomique de 10 min, et une séquence d'IRM de diffusion de 60 min (TOTAL=2 heures) (EU2) .
Impact sur les animaux
Les souris devront être hébergées individuellement dans les cages, une condition indispensable pour le développement de la dépression. L’apparition de cet état de dépression chez le modèle animal suite à un stress chronique de 21 jours est inévitable car c'est l'objet de l'étude. Dans le cadre de 2 des tests comportementaux, le jeûne (l’eau reste à disposition) ou l'isolement de 24h serait un facteur de stress inévitable pour pouvoir évaluer l'état de dépression chez l'animal. Ces tests seront réalisés une seule fois pour chaque animal. Le transport et l’environnement inconnu de la nouvelle animalerie peuvent également entrainer un stress chez les animaux au moment du changement d’EU.
Devenir
Les animaux seront mis à mort afin d'effectuer des prélèvements d'organes d'intérêt.
Remplacement
Au vu de notre thématique d’étude, il nous est malheureusement impossible de remplacer notre modèle in vivo par un modèle in vitro ou in sillico. En effet, cette étude sur le stress chronique et le développement de l‘état de dépression nécessite une observation comportementale ainsi qu’une évaluation de l’état et de la connectivité cérébrale, uniquement possible chez un animal vivant et vigile.
Réduction
Les expériences seront réalisées avec la volonté de réduire autant que possible le nombre d’animaux par condition expérimentale, mais toujours dans l’optique d’assurer des résultats statistiquement fiables. Le nombre d'animaux a été déterminé par une analyse de puissance statistique et sur la base de nos études antérieures et de la variabilité phénotypique interindividuelle ainsi que des données de la littérature. 30 souris seront ainsi nécessaires par groupe pour effectuer nos analyses conduisant à un total de 180 animaux.
Raffinement
Avant le début de la procédure, les souris bénéficieront d’une phase d’acclimatation à leur nouvelle animalerie de 2 semaines et d’habituation à la manipulation pendant une semaine. Les animaux sont hébergés dans des cages enrichies avec des carrés de coton et des frisures de papier pour favoriser la nidation, des barreaux de bois à ronger pour que les souris usent leurs dents, un tunnel pour fournir un abri. A l’issue de certains tests comportementaux, les animaux seront séchés puis réchauffés à l’aide d’une lampe chauffante ou immédiatement réalimentés (l’eau reste à disposition) et remis dans leur cage. Un suivi du poids corporel est effectué pendant 48-72h suivant le test pour s’assurer que les animaux ont repris le poids initial. Le transport entre les 2 EU se fera dans des cages sécurisées avec nourriture et eau gélifiée par un transporteur spécialisé et une période de minimum 30 minutes sera respectée avant le début de l’examen IRM. Durant celui-ci, une anesthésie sera utilisée afin de réduire au maximum le stress de l'animal. Les yeux des animaux seront protégés du dessèchement grâce à l’application d’un gel de protection. Un tapis chauffant permettra le maintien des animaux à une température physiologique. La température et la respiration des animaux seront en permanence surveillées par un système de monitorage. En cas de chute de la température et/ou d’une respiration altérée, l'acquisition en cours sera immédiatement interrompue et l'animal sorti de l'IRM et pris en charge. Il sera placé dans une enceinte chauffante jusqu'à son réveil, sous surveillance. Des points limites ont été établis afin de soustraire les animaux à la douleur.
Choix des espèces
Ce projet sera réalisé chez la souris adulte. Il nous est indispensable de travailler sur un modèle animal social, entier et complexe afin d’être dans les conditions les plus proches de la complexité humaine. Le modèle murin adulte présente une forte homologie structurale du cerveau avec l’Homme, le rendant incontournable dans la recherche en neurosciences et en particulier dans les troubles anxio-dépressifs. Cette étude s’inscrit dans la continuité de nos études précédentes au cours desquelles nous avions déjà utilisé le modèle souris. Étant donné que les études comportementales et neuroanatomiques nécessitent des systèmes neurobiologiques totalement matures, des animaux adultes mâles et femelles seront utilisés dans ce projet: début des procédures à l'âge de 8 semaines, poids supérieur à 20g. Cela permettra également une meilleure reproductibilité des résultats puisqu’à cet âge, les souris ont atteint leur taille et leur poids adulte.
Développement de modèles de Médulloblastome et étude de l’impact de nouvelles stratégies thérapeutiques pour lutter contre ce cancer
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système nerveux
5 758 souris vont être utilisées, toutes tuées, dont 3 446 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chacune peut recevoir deux injections par jour ou un gavage une à deux fois par jour pendant un à deux mois, après qu'on lui a injecté des cellules de médulloblastome dans le cervelet ou greffé un fragment de tumeur sous la peau. Des souriceaux subissent la même injection intracérébrale, ce cancer touchant des enfants et le porteur cherchant à en reproduire l'environnement. La tumeur cérébrale provoque perte de poids, tête penchée et troubles de la locomotion, et le porteur conclut qu'après les travaux en culture le passage par un "organisme entier" devient "indispensable".
Objectifs
Le cancer est une maladie qui touche l’ensemble de la population et qui est, encore aujourd’hui, un véritable fléau pour la société. Nous nous intéressons plus particulièrement à un cancer touchant les enfants, le Médulloblastome. Le Médulloblastome est la tumeur cérébrale maligne la plus commune en pédiatrie. Ce cancer touche entre 100 et 200 enfants chaque année en France. Actuellement, le taux de survie à 5 ans est inférieur à 80%. Les traitements existants sont la chirurgie, la radiothérapie et la chimiothérapie mais ils laissent malheureusement d’importantes séquelles. A ce jour, il n’existe aucune thérapie ciblée qui permettrait d’agir sur des marqueurs spécifiques des cellules tumorales de Médulloblastome et ainsi réduire les effets secondaires pouvant être causés par des thérapies conventionnelles avec un champs d’action plus large touchant à la fois les cellules tumorales mais aussi les cellules saines. Ainsi, une meilleure compréhension de la maladie permettrait le développement de nouvelles approches thérapeutiques. Notre travail consiste tout d’abord à comprendre les mécanismes conduisant à l’apparition de ce cancer afin d’établir de nouvelles stratégies thérapeutiques. Dans le but d’étudier ces mécanismes, nous utilisons des modèles mimant ces tumeurs. Ces modèles peuvent s’étendre de la cellule tumorale en culture jusqu’à l’utilisation de modèles animaux. Nos dernières études nous ont permis d’identifier 5 stratégies thérapeutiques prometteuses pour le traitement du Médulloblastome. Tout d’abord, nous avons montré, par des études bioinformatiques, l’importance de différents gènes dans le développement de ces tumeurs cérébrales. De plus, nous avons mis en évidence, dans des systèmes de culture de cellules tumorales in vitro, que ces 5 stratégies thérapeutiques, basées sur l’utilisation de nouvelles molécules, induisent la mort des cellules tumorales. Il nous est maintenant nécessaire de pouvoir étudier l’efficacité de ces approches in vivo en utilisant pour modèle, la souris. Ainsi, dans le cadre de ces projets, nous étudierons, chez la souris, l’effet de différents traitements sur le développement et la croissance tumorale de différents modèles de Médulloblastome. En conclusion, notre travail pourrait apporter une avancée conséquente dans le domaine du cancer du cerveau chez l’enfant.
Bénéfices attendus
Ce projet contribuera à améliorer notre connaissance des mécanismes impliqués dans le développement tumoral des différents sous-groupes de Médulloblastome. Et il permettra également de valider l’efficacité de nos approches thérapeutiques in vivo, avec pour finalité une éventuelle transposition à l’Homme si les résultats s’avèrent satisfaisants
Procédures
- Un premier lot de souris sera injecté avec des cellules tumorales sous la peau (durée de l’anesthésie 2min). Dans un 2ème lot, des cellules seront injectées dans le cervelet de souris adultes anesthésiées (15min). Un troisième lot de souris sera constitué de souris génétiquement modifiées. Toutes ces souris seront ensuite traitées soit par 1) injection 3 fois/semaine (1min), 2) injection 2 fois/jour (30sec), 3) gavage (30sec) 1 à 2 fois/jour, 4) injection 3 fois/semaine + gavage 1 fois/jour, 5) injection 2 fois/jour + gavage 1 fois/jour, pendant 1 à 2 mois selon la croissance tumorale. - Dans un 4ème lot, des cellules tumorales génétiquement modifiées ou non seront injectées dans le cervelet de souris adultes sous anesthésie gazeuse (15min) puis le développement tumoral sera suivi au cours du temps. - Dans un 5ème lot, des cellules tumorales seront injectées dans le cervelet de souriceaux sous anesthésie (10min). Puis, ces dernières seront traitées à raison de soit 2 injections par jour (30sec) soit 3 injections par semaine, pendant 1 à 2 mois selon la croissance tumorale. - Dans un 6ème lot, des souris anesthésiées seront greffées avec des fragments de tumeurs sous la peau (durée de l’anesthésie : 15min) - Dans un 7ème lot, des cellules tumorales seront injectées dans le cervelet de souris adultes sous anesthésie (15min). Puis, ces souris recevront un régime alimentaire modifié en acide gras ou non et un traitement par injection 1 fois/semaine, pendant 1 à 2 mois selon la croissance tumorale. Un prélèvement de sang sous anesthésie (< 1min) sera réalisé au moment de la mise à mort. Une partie des animaux des lots 2, 3, 4, 5 et 7 seront opérés sous anesthésie générale profonde juste avant leur mise à mort pour remplacer le sang par une solution de fixation (durée de l’anesthésie : 15 min). Les animaux ne reprendront pas conscience après cette anesthésie.
Impact sur les animaux
Les animaux pourront ressentir un stress modéré de courte durée lors de la contention et de l’initiation de l’anesthésie. Les procédures d’injection de traitements sont susceptibles d’entraîner également un stress et une douleur légère de courte durée chez l’animal. Il est possible que certains traitements entraînent à certaines doses une éventuelle toxicité pouvant causer une perte de poids de l’animal. L’acte chirurgical permettant la greffe tumorale pourra entraîner un stress et une douleur modérée dû à l’incision du plan cutané. De plus, l’injection de cellules tumorales chez l’animal est susceptible d’entraîner un léger stress et une légère douleur de courte durée due à la piqure. Ces animaux transplantés ou greffés développeront par la suite des tumeurs, qui à partir d’un certain volume, pourront entraîner une certaine gêne, tension au niveau de la peau, démangeaisons et irritations. La greffe des cellules tumorales dans le cervelet des souris pourra entraîner un stress ainsi que des douleurs post-opératoire chez l’animal durant les 3-4 premiers jours. Suite à cette greffe, le développement de la tumeur dans le cervelet des souris entraînera lui aussi des effets indésirables, tels que la perte de poids, une tête penchée et des problèmes de locomotion.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort et des prélèvements seront réalisés pour des analyses.
Remplacement
Dans un premier temps, des méthodes alternatives telles que des analyses de données de patients nous ont permises d’établir des hypothèses de travail pertinentes en identifiant plusieurs cibles impliquées dans la tumorigenèse des Médulloblastomes. Nous avons préalablement validé ces hypothèses par des études in vitro afin de remplacer en partie l’expérimentation in vivo autant que possible, mais à ce stade du projet, l’utilisation de modèles animaux appropriés devient indispensable pour examiner l’aspect translationnel de nos travaux. La souris représente un modèle biologique « intégré », permettant d’évaluer une cible dans un système physiologique dans son ensemble et non pas dans un contexte restreint (in vitro). Seule l’utilisation de ce modèle permet donc d’étudier l’efficacité d’une thérapie de manière compréhensive au niveau d’un organisme entier et est donc nécessaire pour les présents projets. De plus, des coupes de cerveau obtenues à partir d’animaux sains seront mises en culture afin d’étudier ex vivo certaines questions scientifiques et ainsi limiter le nombre d’animaux utilisés en procédure.
Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés, dès que cela est possible, des expériences préliminaires réalisées sur un nombre restreint de souris permettront de déterminer la fréquence et les concentrations appropriées à utiliser pour les expérimentations de plus grande envergure. De plus, des coupes de cerveau obtenues à partir d’animaux sains seront mises en culture afin d’étudier ex vivo certaines questions scientifiques et ainsi limiter le nombre d’animaux utilisés. Le nombre de souris a été choisi de façon à limiter le nombre d’animaux utilisés tout en permettant une analyse statistique adéquate et ainsi une robustesse des résultats obtenus
Raffinement
Les procédures ont été réfléchies de façon à réduire au maximum le stress et les souffrances des animaux soumis aux expérimentations. En effet, lors d’interventions chirurgicales, les souris seront anesthésiées et des analgésiants locaux et généraux leur seront administrées pré- et post-opératoire. Durant l’opération, afin d’éviter une hypothermie des animaux, ces derniers seront placés sur un tapis chauffant. De plus, un gel ophtalmique sera appliqué sur les yeux des souris afin d’éviter un assèchement de leur cornée qui peut être causée par l’anesthésie gazeuse. A la fin de la procédure, les souris seront transférées dans une cage propre sous une lampe chauffante jusqu’à leur réveil, puis un gel hydratant et nutritif leur sera fourni afin de faciliter leur récupération post-opératoire. La croissance des tumeurs induites par injection sous-cutanée sera suivie par mesure régulière du volume à l’aide d’un pied à coulisse. Concernant les tumeurs intracrâniennes, la souffrance des animaux pourra, selon les modèles injectés, être anticipée par l’utilisation hebdomadaire de techniques, non invasives, d’imagerie du petit animal, qui permettront d’évaluer leur croissance au cours du temps et ainsi permettre une mise à mort précoce des animaux si cela est nécessaire. Les souris seront surveillées quotidiennement si besoin pour détecter le plus précocement possible la douleur chez ces dernières et y remédier. En cas d’apparition de signes de souffrance (perte de poids importante, prostration…), les animaux seront mis à mort. Une grille de score a notamment été définie afin de détecter la souffrance des souris et mettre en place des soins support destinés à la minimiser, ou d’arrêter l’expérience. En cas d’inconfort visible de l’animal, un gel hydratant et nutritif sera déposé dans la cage et une prise en charge analgésique sera effectuée.
Choix des espèces
La souris est un modèle particulièrement adapté pour les expériences menées en oncologie pour valider des cibles thérapeutiques. De plus, à ce jour, uniquement les modèles transgéniques de souris ont pu récapituler les caractéristiques du Médulloblastome. Leur physiologie est proche de l’Homme et la pharmacologie pertinente pour des applications cliniques. L’utilisation de ces modèles permet également de reconstituer un environnement tumoral complexe qui peut jouer un rôle déterminant dans l’efficacité d’une thérapie. D’autre part, l’utilisation de souris immunodéficientes permet de conserver la signature de la tumeur humaine d’origine tout en l’amplifiant et de minimiser les risques de rejet. Nous utiliserons des souris adultes et des souriceaux selon l’objectif scientifique étudié. Le Médulloblastome étant un cancer pédiatrique, les souriceaux permettront de mimer le plus fidèlement possible l’environnement de ce cancer. Cependant, de par leur petite taille, les voies possibles d’administration des médicaments sont plus limitées chez les souriceaux que chez une souris adulte, empêchant ainsi l’utilisation de certaines molécules nécessaires à ce projet. De plus, l’utilisation de souriceaux implique d’utiliser des souris immunocompétentes car les souriceaux immunodéficients, étant par conséquent plus fragiles, ces derniers ne survivent pas suite à une chirurgie. Ce dernier point nous empêche alors d’étudier des tumeurs humaines qui présentent un risque élevé de rejet dans ces souris. Ainsi, certaines études seront conduites sur des souris adultes dont le système immunitaire est déficient afin de permettre une conservation de la signature de la tumeur humaine d’origine et de minimiser les risques de rejets. Nous utiliserons aussi des souris adultes immunocompétentes lors d’études réalisées sur des souris transgéniques.
Rôle du calcium dans le contrôle astroglial des fonctions hypothalamiques
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
6 354 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Les unes reçoivent une perfusion de fixateur dans le cœur sous anesthésie, les autres subissent une heure de chirurgie cérébrale pour l'implantation d'un détecteur d'activité neuronale, une ponction cardiaque ou des privations de boisson. L'objet du travail est le rôle d'une protéine des astrocytes dans la libération de l'ocytocine et de la vasopressine. Le porteur écrit que les tests comportementaux n'induisent pas de nuisance tout en comptant parmi eux la privation d'eau, et justifie l'effectif de 6 354 animaux par sa seule expérience du domaine.
Objectifs
Les interactions entre neurones et astrocytes sont essentielles aux activités cérébrales, en particulier dans les régions telles que l’hypothalamus, fortement liées au flux sanguin et régulant des fonctions physiologiques vitales. Les astrocytes contactent à la fois les vaisseaux et les neurones, pour détecter et intégrer les changements sanguins et des activités neuronales. En réponse, les astrocytes modulent les neurones adjacents. Cependant, les bases moléculaires qui sous-tendent cette régulation restent obscures. Une protéine fortement exprimée dans les astrocytes est peu explorée et nous émettons l'hypothèse que cette protéine participe à la régulation qui contrôlent l'activité des neurones secrétant l'ocytocine et la vasopressine. Ces dernières sont notamment essentielles à la régulation de fonctions vitales telles que le contrôle de la balance hydrique et la lactation. Nous proposons donc d'étudier si les mécanismes moléculaires qui participent au contrôle ces fonctions. Dans ce projet, nous analyserons les conséquences de la délétion de cette protéine sur : (1) La morphologie des astrocytes, l'activité des astrocytes et l'impact sur l'activité des neurones à ocytocine et à vasopressine. (2) La sécrétion d'ocytocine et de vasopressine au niveau de l'hypothalamus. (3) Le comportement maternel et le contrôle de la balance hydrominérale.
Bénéfices attendus
Le projet permettra de comprendre par quels mécanismes l'ocytocine et la vasopressine sont libérées par l'hypothalamus et l'hypophyse. Comprendre comment ces hormones sont sécrétées permettra de développer de de nouvelles approches pour stimuler la sécrétion endogène de ces hormones dont nous savons qu'elles sont altérées dans certaines pathologies neurodévelopementales.
Procédures
Une perfusion intracardiaque sous anesthésie sera réalisée sur les animaux pour un prélèvement du cerveau afin de réaliser une étude d'immunomarquage sur le cerveau ainsi fixé. La durée de cette procédure est de 30 minutes. Des souris seront sujettes à une intervention chirurgicale sous anesthésie pour analyser les variations cérébrales d'ocytocine et de vasopressine. La durée de cette procédure est d'une heure. Des souris seront également sujettes à une intervention chirurgicale d'une durée d'une heure visant à l'implantation d'un détecteur d'activité neuronale. Finalement, des animaux subiront une ponction cardiaque sous anesthésie afin de pouvoir mesurer l'ocytocine et la vasopressine plasmatique. Certain animaux subiront des tests comportementaux de modulation de la prise de boisson par courte privation et des tests d'évaluation du comportement maternel.
Impact sur les animaux
La contention ainsi que l’injection d’analgésique et d’anesthésique peuvent engendrer un stress chez l’animal. Certains animaux seront soumis à une chirurgie sous-anesthésie avec réveil qui peut engendrer une douleur post-opératoire modérée de quelques heures. Les animaux impliqués dans les tests d'évaluations comportementales (prise de boisson, comportement maternel) sont dans des situations soit non anxiogènes ou très peu, n’impliquant pas de stress ou inconfort majeur, cependant, les animaux seront surveillés quotidiennement. Les animaux subiront des test comportementaux qui n'induisent pas de nuisance pour l'animal. La perfusion et la ponction cardiaque sont effectués sous anesthésie profonde et terminale de l'animal, sans réveil.
Devenir
A l'issue de chaque procédure les animaux sont mis à mort pour l'analyses de paramètres physiologiques ex vivo.
Remplacement
Le but du projet est de comprendre le rôle d'une protéine exprimée dans les astrocytes. Cette protéine interviendrait dans les interactions entre les neurones et les astrocytes pour la régulation de la sécrétion de l'ocytocine et de la vasopressine qui regissent de nombreuses fonctions physiologiques et comportementales. Dans ce contexte il est necessaire d'utiliser des animaux et un tissu nerveux intact afin de comprendre les mécanismes qui régulent les fonctions physiologiques et comportementales liés à ces neuropeptides hypothalamiques. Effectuer cette étude sur un système in vitro aboutirait à une étude de processus non-physiologiques et ne serait donc pas pertinent
Réduction
Pour réduire autant que possible le nombre d'animaux nécessaires, nous utilisons le nombre de souris total strictement nécessaire pour chacune des stratégies. Ceci correspond à notre expérience dans le domaine pour assurer la validité statistique des résultats.
Raffinement
Pour toute chirurgie, les animaux recevront les doses nécessaires d’anesthésiques, analgésiques et antalgiques en pré- et postopératoire. Les jours suivant l'opération chirurgicale, les animaux seront surveillés et pesés tous les jours par l'expérimentateur et/ou les animaliers (avec une fiche post-opératoire pour chaque animal), et recevront si besoin un analgésique par voie orale ou en injection sous-cutanée. Une grille de score pour évaluer le bien être des souris sera utilisée. Pendant la période de repos, aucune manipulation expérimentale n’est entreprise.
Choix des espèces
La souris est un petit mammifère dont le système nerveux central présente de nombreuses analogies avec les mammifères supérieur (dont l'humain). La grande maitrise des méthodes d'élevages, des conditions de bien-être animal et la haute standadisation des lignées en fait un organisme de choix pour une étude physiologique des interactions neurogliales. De plus, la modification génétique indispensable à la réalisation de ce projet est seulement disponible chez la souris (délétion des protéines lysosomales). Les souris seront utilisées à l'âge adulte à partir de 2 mois. A ce stade les animaux ont un cerveau qui a fini son développement et les animaux présentent un comportement d’adulte. D’autre part utiliser des souris à partir de cet âge de 2 mois, permet également de pouvoir comparer nos résultats avec la tranche d'âge pour laquelle la plupart des expériences précédentes ont été conduites.
Les mécanismes cellulaires impliqués dans le stockage des souvenirs (EU 1/2)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Cinq semaines d'hébergement individuel pour 125 souris porteuses d'une prothèse fixée sur le crâne : 483 souris au total sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Chaque animal subit une ou deux chirurgies cérébrales sous anesthésie, 45 d'entre eux reçoivent quatorze injections en une semaine, et 150 sont conduits vers un second établissement pour y être anesthésiés puis tués, leurs tissus servant à des expériences sur cerveau prélevé. L'objet du travail est de comprendre comment les neurones stockent les souvenirs et par quels mécanismes ils s'effacent. Le porteur reconnaît que l'isolement empêche les souris d'exprimer leur comportement social et qualifie la tâche de mémoire de "légèrement aversive", sans dire ce qu'elle leur inflige.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’étudier les mécanismes cellulaires et neuronaux impliqués dans le stockage de la mémoire à court et à long terme au sein du cerveau des rongeurs. Cette recherche s’appuie sur des travaux antérieurs, qui ont révélé que certaines propriétés des neurones se modifient suite à une expérience ou une tâche comportementale. Nous cherchons à approfondir ces observations en explorant les facteurs moléculaires et les processus cellulaires responsables des changements observés. Pour les raisons techniques, le projet se déroule dans deux Etablissements Utilisateur: EU1 et EU2
Bénéfices attendus
Notre projet aborde des défis importants pour comprendre les bases neurobiologiques de la formation de la mémoire. Grâce à la combinaison d'approches utilisées, le projet permettra : i) une meilleure compréhension du rôle du cerveau dans le stockage de la mémoire, ii) l'identification des mécanismes cellulaires et moléculaires à l'origine de l'oubli.
Procédures
Tous animaux subissent à une ou deux intervention(s) chirurgicale(s) (chacun d'une durée < 60 min) réalisées sous anesthésie, pour lesquelles ils reçoivent un traitement analgésique et des soins appropriés. Certains animaux (125) subiront une intervention sous sédation (sans acte invasif) d'une durée d'environ 60 minutes pour la pose d'une prothèse sur la tête. Pour des raisons techniques liées à la présence d'une prothèse, il est nécessaire d'adapter les conditions d'hébergement de ces animaux. 125 animaux seront hébergés individuellement pendant une période de 5 semaines, avec des périodes d'échange entre congénères. Ces mêmes animaux seront progressivement habitués à accepter la pose d'un appareil d'imagerie sur leur tête au cours de séances d'entraînement, dont la durée augmentera progressivement de 2 à 15 minutes. Tous les animaux sont soumis à une tâche comportementale classe de sévérité modère. La tâche comportemental se compose de deux séances, l'apprentissage de la mémoire associative et le rappel (chaque séance dure 6 à 7 minutes). Certains animaux (45) reçoivent également des injections bi-quotidiennes pendant 7 jours (14 injections en totale). Toutes ces interventions sont réalisées au sein de l' EU1. Certains animaux (150) seront transportés (trajet à pied de 5 minutes) vers une zone annexe de l'EU 2, où ils seront profondément anesthésiés, puis euthanasiés. Leurs tissus seront ensuite utilisés pour des expériences physiologiques aiguës.
Impact sur les animaux
Les animaux subissent une ou deux procédures chirurgicales sous anesthésie. Les effets indésirables potentiels de ces interventions incluent un inconfort modéré, une perte de poids potentielle et un risque d'infection. Ce projet comprends également un test comportemental légèrement aversif. Ce test comportemental peut être stressant pour les souris. Les injections répétées peuvent également être une source d'inconfort. Certains animaux seront hébergés individuellement pendant 5 semaines. Cela représente un stress, car ils ne peuvent pas exprimer leur comportement social naturel.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés et leurs tissus récupérés pour les analyses post-hoc.
Remplacement
Le projet se concentre sur l'étude des mécanismes sous-jacents à la formation et au stockage de la mémoire dans le cerveau. Il comprend les tests comportementaux. Pour mener à bien cette étude, nous avons besoin d'un modèle qui soit : i) complexe et intact, ii) modifiable génétiquement, iii) doté de la structure cérébrale ciblée, et iv) adapté aux approches comportementales complexes et les tests invasifs.
Réduction
Afin de limiter au maximum le nombre d'animaux utilisés, nous avons estimé le nombre nécessaire pour obtenir une signification statistique en nous basant sur des études antérieures et des recherches bibliographiques. Nous nous engageons à utiliser le nombre minimal d'animaux requis pour atteindre les objectifs de l'étude. Pour ce faire, nous avons prévu une stratégie expérimentale permettant une analyse précoce des données (c'est-à-dire, analyse effectuée en petits lots avec une expérience par jour). Cette approche nous permettra d'ajuster la taille de l'échantillon en fonction des résultats préliminaires et de détecter rapidement tout problème potentiel avec la procédure, afin de modifier notre approche pour les lots suivants si nécessaire. En ce qui concerne l'approche statistique, nous appliquerons les tests appropriés en fonction des caractéristiques de nos données.
Raffinement
i) Surveillance quotidienne : Les animaux seront surveillés chaque jour pour assurer leur bien-être général. ii) Vérification de l'état de l'animal : Avant chaque manipulation, l'état de l'animal sera vérifié selon les critères généraux ainsi que les signes cliniques spécifiques à la manipulation. iii) Critères d’évaluation de la souffrance : L’apparence générale et le comportement de l’animal seront observés pour détecter tout signe de souffrance, douleur ou détresse (par exemple : état prostré, pelage non toiletté, griffures, etc.). Tout signe de souffrance déclenchera une réponse immédiate et appropriée, comme des mesures conservatoires (isolement temporaire, administration de glucose, réchauffement en couveuse, soins des blessures, etc.). Si aucune amélioration n'est constatée après ces interventions, l'expérimentateur décidera de l'euthanasie de l'animal, en consultation avec le vétérinaire et l'équipe des zootechniciens si nécessaire. iv) Les actes chirurgicaux seront réalisés sous anesthésie et analgésie. v) Manipulation quotidienne : Les animaux seront manipulés quotidiennement avant les expériences pour réduire leur niveau de détresse. vi) Intégration des techniques de raffinement : Nous intégrerons régulièrement de nouvelles techniques de raffinement en formant les expérimentateurs et en consultant des ressources éducatives visant à renforcer le respect des principes de raffinement. vii) Conditions d’hébergement : Les animaux seront maintenus dans des cages collectives avec un enrichissement comprenant des tubes en carton et du matériel pour la nidification.
Choix des espèces
Nous utiliserons la souris pour les raisons techniques liées à la réalisation du projet. Actuellement, la souris est la seule espèce mammalienne pour laquelle il est possible, de manière routinière, de modifier le génome, et pour laquelle les modèles créés ont été caractérisés tant au niveau comportemental que moléculaire. Les protocoles comportementaux décrits dans ce projet sont déjà validéspour ce modèle. Nous utiliserons des souris adultes âgées de 6 à 12 semaines. Nous ne pouvons pas utiliser de souris plus âgées en raison de l'effet du vieillissement sur la formation de la mémoire. De plus, les souris de moins de 6 semaines (avec un cerveau en développement) peuvent avoir des mécanismes différents sous-jacents à la formation de la mémoire et sont également sujettes à un oubli plus rapide.
Test et quantification de l’effet anticonvulsivant de dispositifs (électroniques) prototypes de neuromodulation chez le rat épileptique
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Soumis à une crise d'épilepsie déclenchée volontairement, 39 rats subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et sont tués dans les cinq minutes qui suivent. La crise dure une seconde et demie, l'animal étant maintenu dans les mains de l'expérimentateur pendant qu'elle survient, après deux heures de chirurgie sous anesthésie et trente minutes d'enregistrement électrique. Tout cela sert à mesurer si des prototypes électroniques délivrant un faible courant bloquent la crise, première étape annoncée vers un dispositif destiné aux personnes épileptiques en impasse thérapeutique. Des simulations numériques ont servi aux premières phases de développement, le porteur concluant qu'elles ne permettent pas d'évaluer l'effet recherché et écartant les modèles in vitro.
Objectifs
Le projet vise à étudier la capacité antiépileptique de dispositifs injectant de faibles quantités de courant électrique sur des rats épileptiques. Ces dispositifs modifient l’activité du système nerveux grâce à une stimulation électrique contrôlée. L’objectif ultime de ces travaux est de développer un nouveau dispositif médical utilisable sur des patients épileptiques.
Bénéfices attendus
Le dispositif testé a pour vocation le développement d’un futur dispositif médical pour traiter des patients épileptiques. La première étape du développement de ce futur dispositif médical, décrite dans ce projet, vise à démontrer l’activité antiépileptique, en aigu, des dispositifs. En cas de succès, nous pourrons poursuivre le développement du dispositif médical. Sur le long terme, nous attendons un bénéfice pour les environ 30% de patients épileptiques en impasse thérapeutique, en leur proposant un dispositif supérieur aux thérapies actuelles. Sur le court terme, ce projet nous permettra d’affiner le protocole des futures procédures expérimentales. Ces dernières permettrons, outre le fait de permettre le développement d’un nouveau dispositif médical, de mieux comprendre le mécanisme d’action de ce type de thérapies modulant l’activité du système nerveux.
Procédures
1/ Chirurgie sous anesthésie et antidouleur (2h sur tous les animaux) : Douleurs légères ; 2/ Enregistrement de données à partir d’électrodes (30 min sur tous les animaux) : Stress léger ; 3 / Déclenchement d’une crise d’épilepsie (1,5 seconde, une seule fois sur tous les animaux) : douleur sévère.
Impact sur les animaux
1/ Douleurs légères liées à la chirurgie 2/ Stress et douleurs durant les procédures de déclenchement de crise d’épilepsie
Devenir
En raison du déclenchement de crises d’épilepsie, ces animaux sont rapidement euthanasiés à la fin du test (dans les 5 minutes). Lorsqu’une convulsion est observée, l’animal est euthanasié immédiatement.
Remplacement
Les modèles in vitro ne permettent pas de tester nos dispositifs. Des simulations numériques ont été utilisées lors des premières phases de développement des dispositifs mais ne permettent pas de tester l’activité antiépileptique.
Réduction
Des simulations numériques ont été utilisées lors des premières phases de développement des dispositifs afin de réduire le nombre d’animaux utilisés. Nous comparerons nos résultats avec les données historiques du laboratoire qui remplaceront les groupes contrôles.
Raffinement
La douleur de la chirurgie est prise en compte en injectant un antidouleur avant de la démarrer. Les animaux sont euthanasiés rapidement après les tests de déclenchement de crise d’épilepsie pour éviter toute séquelle et douleurs. Les animaux sont maintenus dans les mains de l’expérimentateurs pendant la survenue des crises pour éviter toute chute et choc. Des points limites précoces (perte de poids, défaut d’alimentation ou d’abreuvement, attitude prostrée) seront appliqués pour éviter toute souffrance. En cas de dépassement de ces seuils, une euthanasie éthique sera pratiquée par exposition à une concentration croissante de CO₂.
Choix des espèces
Les rats et souris sont les modèles de référence pour le développement de nouvelles thérapies antiépileptiques, qu’elles soient médicamenteuses ou basées sur des dispositifs. Il n’est pas possible de s’affranchir de ces modèles pour observer l’effet antiépileptique de nos dispositifs. Concernant la souris, elle n’est pas répandue pour tester des dispositifs compte tenu de sa trop petite taille pour certaines chirurgie. Le rat est donc le modèle de choix aujourd’hui. En termes de stade de développement, nous utiliserons des rats de 200-300g, soit des rats adolescents ou jeunes adultes, afin de pouvoir comparer nos résultats avec des données historiques contrôles obtenues sur des rats de ce stade de développement. Il s’agit aussi du stade utilisé dans les études scientifiques avec lesquelles nous souhaitons comparer nos résultats. Enfin, nous avons besoin d’utiliser des rats suffisamment grand pour faciliter la chirurgie sans qu’ils ne soient trop âgés car ils développent du tissus adipeux, gênant pour la chirurgie, avec l’âge
Imagerie cérébrale comme nouvel outil d’étude des troubles du spectre autistique chez le rat (EU 1/2) – Modification
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Gavées quotidiennement avec un retardateur de flamme pendant les 42 jours de leur gestation et de leur allaitement, douze rates mettent bas des portées dont les ratons surnuméraires sont déplacés vers d'autres portées ou tués. Les jeunes passent ensuite quatre tests comportementaux, sensibilité sensorielle, activité et anxiété, interactions sociales et comportements répétitifs, destinés à repérer ceux qui présentent le phénotype autistique recherché. Les rats retenus subissent quatre séances d'imagerie cérébrale sous six anesthésies, pour mettre au point une mesure du métabolisme et de l'inflammation du cerveau. 148 rats sont utilisés au total, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, 37 ayant été ajoutés après l'échec des premières gestations. Seuls 16 resteront en vie, réaffectés à d'autres projets ou "placés en retraite".
Objectifs
Les Troubles du Spectre Autistique se caractérisent par des difficultés de communication et des comportements répétitifs. La génétique n'explique que 25 % des cas, ce qui suggère que des facteurs environnementaux, comme les polluants chimiques, jouent un rôle important. Les retardateurs de flamme sont identifiées comme substances préoccupantes en raison de leurs effets toxiques pour le cerveau. Des recherches précédentes ont montré que l'exposition à ce polluant pendant la gestation et la lactation provoque des comportements autistiques et des altérations cérébrales chez les jeunes rats, comparables à ceux observés dans un modèle autistique médicamenteux de référence. Ces dommages comprennent une inflammation du cerveau et des changements dans la façon dont les cellules nerveuses communiquent entre elles, observés après la mort des animaux. Pour étudier plus en détail ces effets, ce projet a pour objectif à court terme de valider une technique d'imagerie chez des jeunes rats exposés à ce polluant. Deux traceurs seront utilisés pour mesurer l'activité métabolique du cerveau et son inflammation afin d’à plus long terme mieux comprendre les mécanismes cérébraux associés à ces troubles. Ce projet se déroulera dans deux établissements utilisateurs (EU). L’EU1 sera en charge de la mise en place du modèle et l’EU2 de l’imagerie cérébrale. Un problème expérimental au cours du déroulement du projet nécessite l'ajout de 37 animaux par rapport à la demande initiale.
Bénéfices attendus
Pour la première fois, ce projet utilisera l'imagerie cérébrale pour étudier comment le métabolisme et l'inflammation du cerveau sont affectés par un polluant chimique de l'environnement, en lien avec les Troubles du Spectre Autistique. Il aidera à définir et valider les paramètres de la méthode d’imagerie (comme l’anesthésie et la durée du protocole d’imagerie) pour voir, à l’échelle du cerveau entier, où et comment les dommages se produisent et à établir un lien potentiel entre ces dommages.
Procédures
Femelles gestantes : Administration unique par gavage avec le polluant ou le véhicule (huile neutre) quotidiennement pendant 42 jours, couvrant les périodes de gestation et de lactation, injection avec le médicament de référence ou le véhicule (eau stérile) une seule fois au 12ème jour de gestation et suivi régulier du poids (EU1). Jeunes rats : suivi régulier du poids et tests comportementaux après sevrage. Chaque jeune rat passera 4 tests comportementaux (sensibilité sensorielle, niveaux d’activité et d’anxiété, interactions sociales, comportements répétitifs) pour sélectionner ceux qui présentent des signes d’autisme, en vue des études d’imagerie (EU1). Imagerie cérébrale : À partir de 60 jours, certains rats passeront des séances d'imagerie cérébrale (4 fois en tout sur 2 semaines) sous anesthésie (6 fois), pour mesurer l’activité métabolique cérébrale et pour détecter l’inflammation. La durée de chaque session (1 à 2 h) sera définie pendant cette phase de mise au point (EU2).
Impact sur les animaux
Les nuisances/effets indésirables attendus sont les suivants : Pour les femelles gestantes : - La piqure d’aiguille pour l’injection intrapéritonéale de VPA, d'une durée de quelques secondes, entraine un stress physique mineur et une douleur légère de courte durée (1 fois). - L’administration du polluant par gavage (42 fois) entraine un stress physique mineur de courte durée (quelques secondes). Pour les descendants : - L’existence d’un phénotype comportemental de type autistique entraine notamment un risque d’anxiété accru. - La réalisation des tests comportementaux (au nombre de 4, d'une durée de moins de 30 min chacun) entraine un stress physique mineur de courte de durée.
Devenir
Douze femelles gestantes seront réparties en trois groupes. Elles seront maintenues en vie jusqu'au sevrage de leurs petits à 21 jours, puis euthanasiées. Le sang et les tissus seront utilisés notamment pour l’analyse des hormones. En cas de portées trop importantes (supérieures à 10 ratons), la portée sera réduite par placement des ratons surnuméraires dans d’autres portées plus faibles ou euthanasie. Dans ce cas, les tissus seront prélevés pour des analyses. L’ensemble des ratons (10 par portée soit 120) réaliseront 4 tests comportementaux afin de s’assurer qu’ils présentent le phénotype autistique recherché et de pouvoir en sélectionner pour les études in vivo par imagerie (dix-huit mâles et femelles maximum). A l’âge adulte, l’imagerie sera réalisée sur 3 rats par groupe et par sexe. Si nécessité de renforcer les résultats, un deuxième raton de chaque sexe et de chaque portée sera ajouté à chaque groupe pour augmenter la taille de l’échantillon. L’ensemble des rats nés dans cette étude sera euthanasié pour des analyses en histologie et biologie moléculaire ou des ajustements de techniques en vue de la phase 2 du protocole qui fera l’objet d’une future demande d’autorisation. Enfin les 16 rats (8 femelles et 8 mâles) ayant participé aux tests de sociabilité seront maintenus en vie et pourront être réaffectés à d’autres projets ou placés en retraite.
Remplacement
L'utilisation d'animaux est essentielle pour reproduire la complexité des Troubles du Spectre Autistique observés chez l'Homme. Les modèles autistiques utilisés dans ce projet, reconnus et validés chez les rongeurs, permettent de créer des troubles comportementaux et cérébraux similaires à ceux de l'Homme. Ils permettront d’utiliser l'imagerie cérébrale pour étudier les effets d'un polluant et comprendre le lien avec le développement de l’autisme. Cette imagerie nécessite l'étude de l'activité cérébrale d'animaux vivants.
Réduction
Chaque portée sera considérée comme une unité statistique. Dans chaque portée, un raton mâle et un raton femelle seront sélectionnés pour réaliser des analyses par imagerie in vivo. Comme il y a peu de données sur l'utilisation des deux radiotraceurs de l’étude, cette première phase vise à tester la faisabilité de l'imagerie sur un échantillon de 3 ratons par groupe et par sexe, pour 3 groupes. Si besoin, un deuxième raton de chaque sexe et de chaque portée sera ajouté pour augmenter la taille de l'échantillon. Ainsi, cette phase exploratoire inclura un total de 9 rates gestantes, 90 jeunes et 12 autres rats adultes pour un test de sociabilité. Au total, 111 animaux seront impliqués dans cette étude, avec un minimum de 9 rats mâles et 9 rats femelles (jusqu'à un maximum de 18 de chaque sexe) utilisés en imagerie. Les première femelles n’ont pas permis d’obtenir des descendants pour réaliser les analyses d’imagerie. Trois femelles gestantes ainsi que de leurs descendants, c’est-à-dire 30 jeunes, seront donc ajoutées à ce projet afin de pouvoir obtenir le nombre final d’animaux nécessaire pour l’imagerie. Par ailleurs, en raison du décalage dans la réalisation des tests, les animaux nécessaires au test de sociabilité ne correspondront plus à l'âge idéal pour réaliser ce test, nécessitant l'ajout de 4 rats adultes. Au final, en sus des 111 déjà demandés et approuvés, nous souhaiterions ajoutés 37 animaux, soit un nouveau total de 148 animaux.
Raffinement
Les animaux seront élevés dans l’EU1 dans des conditions standards, respectant les réglementations en vigueur. Les femelles gestantes et allaitantes seront hébergées avec leurs petits jusqu'à 21 jours après la naissance. Ensuite, les jeunes rats resteront ensemble sans leur mère entre 21 et 28 jours pour maintenir leurs liens sociaux. À 28 jours, les rats seront séparés par sexe. Les tests comportementaux seront effectués durant la nuit, période d'activité naturelle des rats. Les animaux seront surveillés quotidiennement pour s'assurer de leur bien-être, et manipulés par le même personnel entraîné pour réduire le stress. À 50 jours, les rats seront transportés dans des cages prévues à cet effet vers l'animalerie de la plateforme d'imagerie EU2, avec des conditions similaires à leur habitat précédent (cycle lumineux, nourriture, enrichissements environnementaux) pour minimiser les perturbations. Les examens d’imagerie seront réalisés sous anesthésie générale, en suivant des protocoles rigoureux adaptés à chaque animal. Les radiotraceurs seront injectés par du personnel qualifié, avec des doses précises. Pendant l’imagerie, l'anesthésie sera surveillée en temps réel pour assurer la sécurité des animaux. Après la procédure, les rats seront surveillés attentivement dans un environnement calme pour une récupération rapide et sans complications.
Choix des espèces
Les modèles de Troubles du Spectre Autistique médicamenteux ou après exposition des mères au polluant ont été développés et sont reconnus chez le rat dont le comportement social est proche de celui des humains, ce qui en fait un bon choix pour étudier ces troubles. Les femelles adultes utilisées pour la reproduction auront entre 12 et 13 semaines, comme dans les études précédentes, pour assurer la comparabilité des résultats. Les petits seront étudiés de la naissance jusqu'à 80 jours pour suivre leur croissance, évaluer leur comportement (entre 36 et 43 jours) et analyser les modifications métaboliques et inflammatoires par imagerie (entre 60 et 80 jours). Cette période permettra de définir les protocoles d'imagerie.
Implication des circuits de récompense intestin-cerveau dans la motivation accrue à consommer du sucre
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
768 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, chacune passant par une chirurgie du cerveau de quarante-cinq minutes puis par une quarantaine de séances comportementales, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Après l'injection de vecteurs viraux dans le cerveau, elles enchaînent trente séances d'accès à une solution sucrée, six tests de motivation de quatre-vingt-sept minutes et trois séances où la boisson est rendue amère par la quinine. Les souris de huit cohortes sur douze reçoivent en plus une injection sous-cutanée dix minutes avant chacune de ces trente séances. Le porteur justifie le choix de la souris comme un "compromis phylogénétique", assez proche de l'humain pour valoir modèle et assez éloignée d'espèces qu'il qualifie de "plus sensibles éthiquement", au premier rang desquelles les primates non-humains.
Objectifs
La surconsommation de sucre est à l’origine de nombreuses maladies chroniques et est un enjeu de santé publique. Des travaux ont montré que le sucre exerce ses effets récompensants non seulement par l'intermédiaire des voies gustatives, mais également via des voies post-ingestives (i.e., la signalisation inconsciente provenant de l'intestin et de la veine porte hépatique). Les voies gustatives et post-ingestives induisent la libération de dopamine via le circuit neuronal « noyau caudal du tractus solitaire /aire tegmentale ventrale /striatum ventral », tandis que la voie purement post-ingestive déclenche la libération de dopamine via le circuit « noyau caudal du tractus solitaire /noyau parabrachial dorsolatéral /Substantia nigra pars compacta /striatum dorsal ». Récemment, il a été proposé que la motivation inconsciente induite par les sucres, et détectée par la voie intestin-cerveau, constituerait la principale cause de surconsommation de sucre. Compte tenu des spécificités des différents circuits neuronaux, nous postulons qu'ils ont une contribution différentielle dans le développement de la surconsommation de sucre. Notre hypothèse principale est donc que les deux circuits neuronaux de la voie post-ingestive favorisent la motivation accrue pour le sucre et sa surconsommation compulsive. Notre projet a pour but d’évaluer le rôle de cette voie post-ingestive dans le développement d’une consommation compulsive de sucre. Tout d’abord, nous évaluerons l’impact de la surconsommation de sucrose sur la motivation à consommer le sucre et sur le recrutement de ces circuits neuronaux chez des souris C57BL/6J de type sauvage. Nous testerons ensuite de manière causale les rôles respectifs de ces circuits dans le développement de l’addiction au sucre en combinant des approches d’activation ou d’inhibition sélective des circuits neuronaux et des approches comportementales chez des souris transgéniques. Nous évaluerons l'impact de l’activation et de l’inhibition de chaque circuit sur la consommation de sucre et la motivation. Nos recherches devraient fournir des informations inédites sur le rôle de l’axe intestin-cerveau dans le développement d’une consommation compulsive de sucre.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont essentiellement d’ordre scientifique. Le premier bénéfice sera de fournir des informations inédites sur le rôle de l’axe intestin-cerveau dans le développement d’une consommation compulsive de sucre et dans la motivation accrue pour consommer le sucre. Le second bénéfice sera de préciser les différents mécanismes neurobiologiques en jeu. Plus généralement, notre projet pourrait avoir des implications importantes pour les stratégies d'intervention en santé publique. En effet, si notre hypothèse est confirmée, les interventions ciblant la voie post-ingestive implicite devraient être plus efficaces que les interventions standards ciblant des choix conscients pour limiter la consommation de sucre.
Procédures
Toutes les souris seront soumises à une chirurgie stéréotaxique (45 min en moyenne) pour l’injection intracérébrale de vecteurs viraux. Cette chirurgie est effectuée sur couverture chauffante en conditions aseptiques alors que les animaux sont sous anesthésie gazeuse et sous analgésie. L’ensemble des souris seront soumises à différents tests comportementaux : accès différentiel à l’auto-administration orale de sucre (30 séances de 20 min ou de 3h), établissement d’une courbe concentration-réponse (2 séances de 20 min ou 3h), test de motivation (6 séances de 87 min) et test de dévaluation de la boisson sucrée par la quinine (3 séances de 20 min). Enfin, une injection sous-cutanée sera effectuée 10 min avant chacune des 30 séances d’accès différentiel à la solution sucrée et avant le test final de 80 min (Jour 85) pour 8 des 12 Cohortes de souris.
Impact sur les animaux
Les animaux seront testés dans différentes procédures successives dont le degré de gravité principal est léger et qui ne dépassera pas le degré modéré. Bien que toutes les précautions soient prises afin de prévenir ou de minimiser les nuisances au maximum (anesthésie, analgésie anti-inflammatoire, conditions aseptiques, suivi postopératoire…), des nuisances ou effets indésirables peuvent éventuellement survenir suite à la chirurgie stéréotaxique. Les nuisances attendues après la chirurgie comprennent : un possible risque d'inflammation ou d'infection, une apparition de plaies dues à un toilettage excessif de la zone opérée, une perte des points de suture avant cicatrisation complète. Nous n’anticipons pas de nuisances particulières pendant l’ensemble des tests comportementaux qui suivent. Les souris des cohortes 5 à 12 seront soumis à des injections sous-cutanées de façon quotidienne pendant la phase d’accès différentiel et pendant le test final. Les animaux seront sous surveillance quotidienne pour repérer et prévenir tout problème éventuel.
Devenir
A la fin de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés et leurs cerveaux seront prélevés postmortem pour effectuer des mesures d’expression protéiques cérébrales par analyse immunohistochimique.
Remplacement
Ce projet recourt exclusivement à l’utilisation de la souris de laboratoire (Mus Musculus, jeunes adultes, mâles et femelles), sauvages ou transgéniques, vivant en groupe dans un environnement enrichi. Ce recours à l’animal se justifie pour les raisons éthiques suivantes : 1) l’éthique humaine actuelle interdit l’utilisation d’interventions invasives chez l’homme, compliquant ainsi l’étude directe des relations causales entre activité de certains circuits neuronaux et surconsommation de sucre ; 2) il n’existe pas encore de modèles mathématique ou in silico valides et réalistes permettant d’étudier ces relations causales et 3) la consommation compulsive de sucre malgré les conséquences négatives associées est un désordre comportemental complexe qui ne peut pas être récapitulée sur des lignées cellulaires (humaine ou animale) ou tout autre modèle in vitro cellulaire ou subcellulaire.
Réduction
Le nombre d'animaux nécessaire au projet est réduit au minimum. Un effectif final de 10 souris par sous-groupes est un compromis rationnel, compte tenu de l’exigence éthique de réduction du nombre d’animaux et des contraintes expérimentales propres au projet scientifique proposé. Nous devons en effet avoir un nombre suffisant d’animaux en fin d’expérience pour que nos expériences soient concluantes au plan statistique et que la puissance de nos tests soit satisfaisante. Le pourcentage d’attrition moyen est estimé à 15 % en fin d’expérience, l’effectif initial par groupe devra donc être de 12 souris (12-(12x15/100) = 10 souris). Donc le nombre total d’animaux utilisés pour tester les variables du projet sera égal à 768 souris (384 souris mâles et 384 souris femelles). Les résultats seront analysés grâce à des tests statistiques paramétriques. Le seuil de significativité statistique sera fixé à p< 0.05.
Raffinement
Toutes les chirurgies stéréotaxiques (45 min-1h en moyenne par animal) seront réalisées sous analgésie, sous anesthésie gazeuse et en conditions aseptiques sur couverture chauffante. Un anesthésique local sera infiltré sous la peau du crâne au niveau du site d’incision pour prévenir toute douleur locale additionnelle. En fin de chirurgie, l’animal recevra une injection sous-cutanée de sérum physiologique pour favoriser la réhydratation. L’animal sera ensuite placé dans une cage de réveil sur une couverture chauffante jusqu’au réveil avec libre accès à l'eau et à la nourriture. Après le réveil complet, l'animal sera relogé dans sa cage de stabulation avec ses congénères. Les animaux seront sous surveillance quotidienne afin de pouvoir détecter d’éventuels signes d'inconfort, de stress ou de douleur et y remédier rapidement. Nos méthodes d’interventions pour réduire ou supprimer l’inconfort ou la douleur seront gradées. Quand nous constaterons les premiers signes d'inconfort chez un animal, nous mettrons en place des mesures de nursing avec un accès facilité à l’aliment (nourriture posée sur le sol de la cage). Si cela ne suffit pas, l’animal recevra plusieurs doses d’analgésique. L'animal sera aussi réhydraté par injection sous-cutanée de sérum physiologique . Enfin, si cela ne suffit pas au rétablissement de l'animal, celui-ci sera mis à mort sans souffrance. Avant le début des expériences, les souris connaissent une période d’acclimatation de 7 jours, durant laquelle elles sont délicatement manipulés de façon quotidienne. Cette approche permet de limiter le stress des animaux lors du démarrage des procédures en les habituant à la préhension et à la contention. Elles sont également habituées aux cages expérimentales (pendant 2 jours consécutifs, 2h/jour) afin de limiter le stress et l’anxiété.
Choix des espèces
Le choix de la souris de laboratoire constitue une sorte de compromis phylogénétique. Cette espèce est suffisamment proche de l’homme d’un point de vue phylogénétique pour servir de modèle animal valide des phénomènes « d’addiction au sucre » par rapport à d’autres espèces moins sensibles éthiquement (e.g., invertébrés) et en même temps suffisamment éloignée par rapport à d’autres espèces plus sensibles (e.g., primates non-humains). Les espèces invertébrées peuvent être utilisées pour élucider les mécanismes neuronaux ou génétiques de certains comportements alimentaires mais l’organisation nerveuse et comportementale de ces espèces est beaucoup trop éloignée de celle de l’homme pour constituer des modèles animaux valides dans le domaine « des addictions alimentaires ». De plus, la souris transgénique, est un modèle animal unique, nous permettant d’étudier le rôle spécifique de certains neurones dans la surconsommation de sucre, ce qui est irréalisable avec les autres modèles animaux. Les animaux utilisés seront tous de jeunes adultes au début des expériences (plus vieux que 6 semaines). Ce stade du développement correspond à une maturation complète du cerveau et à une stabilisation de la fonction des systèmes neurobiologiques d'intérêt.
Role des macrophages dans la douleur oculaire chez des modèles murins
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
- Système immunitaire
- Système nerveux
Abrasion de la cornée, instillation d'endotoxines, ablation des glandes lacrymales et instillations d'un conservateur de collyre deux fois par jour pendant une semaine : 168 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur attend les mêmes symptômes que chez les patients humains, picotements, brûlures, larmoiements, sensation de corps étranger et sensibilité accrue à la lumière. L'analgésie s'arrête vingt-quatre heures après la chirurgie, parce qu'au-delà, écrit-il, elle "inhiberait l'évolution du modèle expérimental". La douleur oculaire que le projet veut comprendre est donc aussi celle qu'il faut laisser s'installer chez les souris pour que l'expérience fonctionne.
Objectifs
La douleur oculaire est un symptôme d'alerte en réaction à une inflammation ou un traumatisme, affectant particulièrement la cornée, la sclérotique et la conjonctive. La douleur oculaire est remarquable par la variabilité de l'intensité qu'elle peut générer, allant d'une simple gêne oculaire à une douleur intense, voire insupportable. Les douleurs chroniques de la surface oculaire entraînent, au-delà de la souffrance exprimée par les patients, une réelle altération de leur qualité de vie puisqu'on estime que près de 60 pourcents des patients sont gênés dans leurs activités quotidiennes. Diverses maladies inflammatoires ou infectieuses, des troubles neurologiques et des interventions chirurgicales oculaires peuvent être la cause sous-jacente de douleur cornéenne chronique. Dans les cas pathologiques graves, les lésions des nerfs cornéens peuvent entraîner une sensibilité accrue à la lumière et/ou des douleurs, une altération des fonctions physiques et sociales, une privation de sommeil, une anxiété et une dépression. Le poids des maladies de la surface oculaire, associant des symptômes douloureux intenses, des comorbidités émotionnelles et des altérations psychosociales, nous a conduit à en étudier les mécanismes sous- jacents. Une meilleure compréhension de ces mécanismes est un des enjeux cruciaux pour le développement de stratégies de prise en charge et de thérapeutiques efficaces pour soulager la douleur oculaire chronique.
Bénéfices attendus
L’objectif est de définir, le rôle fonctionnel de ces chimiokines dans les interactions entre les cellules immunitaires et les neurones sensoriels et leurs implications spécifiques dans les mécanismes d'initiation et de maintien des syndromes douloureux au cours de la douleur oculaire. Globalement, ce projet apportera le rationnel pour l'utilisation des antagonistes des récepteurs de chimiokines comme traitement contre la douleur oculaire chronique. Ainsi, nous faisons l'hypothèse que ces chimiokines après une atteinte cornéenne pourraient induire, le recrutement et l'activation de cellules immunitaires localement au niveau de la lésion cornéenne et dans le système trigéminal, et ainsi participer aux mécanismes conduisant à la centralisation et à la chronicité de la douleur oculaire.
Procédures
Trois modèles seront mis en œuvre dans le cadre de ce projet. Le modèle douleur inflammatoire est obtenu par des instillations 2 fois par jour pendant 7 jours d’un conservateur de collyre ; il nécessite la contention pendant quelques secondes de l’animal. Le modèle de douleur lié à une infection est induit par l’abrasion de la cornée effectuée sous anesthésie et analgésie (1 fois, 10 minutes) associé à l’instillation d’endotoxines le jour de l’abrasion lors de la même anesthésie (quelques secondes) et une seconde fois 3 jours après sur animal vigile par simple contention (quelques secondes). Le modèle de sécheresse oculaire est induit par exérèse des glandes lacrymales. Cette chirurgie est effectuée sous anesthésie et analgésie et dure au maximum 15 minutes. Ces modèles reproduisant le contexte de la maladie étudiée sont réalisés sous anesthésie et analgésie dans le respect des normes et recommandations concernant le bien-être animal et l’éthique en vigueur
Impact sur les animaux
Modèles : les nuisances attendues dans les 3 modèles sont celles observées chez l’Homme à savoir, des picotements, des démangeaisons, des sensations de brulure, des larmoiements, la sensation de corps étranger dans l’œil, une sensibilité accrue à la lumière. Ces manifestations sont imputables à la composante inflammatoire de la maladie. Le modèle d’instillation répétée d'un conservateur correspond classiquement aux traitements (collyres) donnés aux patients en clinique humaine. Son application topique sur le long terme est connue en clinique humaine pour être toxique pour la surface oculaire et engendrer des gènes ou des irritation ou brûlure, d’œil sec voir une inflammation d’intensité variable. Dans le second modèle, l’abrasion de la cornée entrainera une douleur post-opératoire. L’instillation de toxine entrainera une inflammation de la cornée et une rougeur de la conjonctive. Chirurgie : la chirurgie qui permet de mettre en place le modèle de sècheresse oculaire entrainera une douleur post opératoire. L'anesthésie durant la chirurgie peut entrainer une détresse respiratoire ou cardiaque, une hypothermie. Les nuisances attendues seront celles observées dans la sécheresse oculaire en clinique à savoir des picotements, des démangeaisons, des sensations de brûlure, de corps étrangers dans l’œil, une sensibilité accrue à la lumière.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à l'issue de chaque procédure car les prélèvements d'organes pour analyse post mortem par imagerie sont nécessaires.
Remplacement
À l’heure actuelle, ce projet nécessite l’utilisation d’animaux car aucune alternative in vitro permet : 1) mimer la pathologie de sécheresse et douleur oculaire qui lui sont liées. 2) la complexité et l’interaction des circuits neuronaux mis en jeu (connectant la cornée, ganglions trigéminés et cerveau) ainsi que l’interaction avec l’activité du système immunitaire inné, ne peuvent également être étudier et remplacer par un modèle d’étude vitro. Bien que les questions soulevées par ce projet visent à mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques mis en jeu au cours de cette pathologie chez l’Homme, il est d’abord nécessaire d’élucider ces points clés à travers l’utilisation d’un modèle rongeur. De plus, une veille bibliographique réalisée confirme qu’à l’heure actuelle, aucun model in silico n’existe pour répondre à ces questions.
Réduction
Nous utiliserons au maximum 168 souris dans ce projet d’une durée de 5 ans. Afin de respecter la règle de réduction, notre étude portera sur plusieurs structures (cornée, ganglion trigéminal, cerveaux) de chaque animal. Nous utiliserons un nombre limité de souris et de groupes tout en gardant la significativité des résultats via une analyse statistique adaptée. Le choix de faire 4 animaux par groupe, repose essentiellement sur un choix volontaire de « réduction » tout en satisfaisant le critère de reproductibilité. Cette étude présente en grande partie un aspect descriptif de la distribution et de la forme des cellules n'impliquant pas necessairement de test statistique. Dans cette approche nous considérons chaque animal de manière pairée avec son control, mais aussi au sein même d’un animal (œil control vs œil lésé). Néanmoins des tests statisitiques pourront être réalisés sur certaines quantifications à l’échelle de la cellule unique. Le nombre d’image peut être plus ou moins augmenté par animal, ainsi le nombre de point comparés étant très grand nous atteignons largement les effectifs minimaux requis par les tests de calcul de puissance. Cependant nous satisfaisons aux critères de reproductibilité de la manip en faisant 4 fois cette quantification (2 males et 2 femelles traités vs 4 contrôles). D’expérience si aucune différence n’est observée sur ce nombre d’animaux il ne sert à rien d’accumuler des tests. Cette étude par microscopie et cette approche statistique nous permet donc de travailler avec un nombre réduit d’animaux.
Raffinement
Dans le cadre d’une démarche de raffinement nous devons chercher à préserver l’animal de la douleur. Pour cela, les procédures de chirurgie se feront sous anesthésie générale associée à un protocole analgésique en pré-, per- et post-opératoire sur 24h. Au delà de 24h cela inhiberait l’évolution du modèle expérimental et interférerait avec les résultats attendus pour ce projet. Aucun acte ne sera entrepris avant que l’animal ne soit stabilisé pour ses différentes constantes. Si un animal anesthésié lors de l'induction du modèle présentait une détresse respiratoire ou cardiaque ou s’il se trouve en hypothermie, nous procéderons à un arrêt immédiat du protocole en cours. Au delà des 24h post-op, le bien être animal sera évalué à l’aide de points limites établis. Toute observation anormale sera notée dans un tableau des points limites et nous suivrons l’échelle décisionnelle que nous avons définie afin de limiter au maximum la souffrance prolongée. Afin de réduire le stress et l’anxiété, les animaux seront reçus une semaine avant le début des expérimentations. Chaque cage contient au moins un élément d'enrichissement, bâton à ronger ou tunnel en carton. Les enrichissements de nidification (craft, ouate) sont exclus pour réduire les risque de poussière dans les yeux, la litière utilisée a été validée par la structure pour son faible taux de poussière. Les animaux sont hébergés dans les conditions de notre établissement avec température et hygrométrie contrôlée, cycle jour/nuit 12/12, avec au maximum 5 animaux par cages. La surveillance quotidienne du bien-être animal est prise en charge par un personnel dédié au soin et à l’expérimentation. La nourriture et l’eau de boisson sont fournies à volonté.
Choix des espèces
Le développement de modèles précliniques chez la souris est hautement reconnu et utilisé en routine pour la recherche portant sur la douleur oculaire. La souris de laboratoire est l'animal de choix car elle possède les structures oculaires et cérébrales adéquates, et que nous avons accès à tous les outils génétiques requis. Les animaux arriveront à l’animalerie à l’âge de 7-8 semaines et entreront en procédure entre 10 et 12 semaines. Cela permettra de travailler sur des souris adultes tout en évitant des biais liés au changement physiologique de l’animal vieillissant. En effet l’ensemble des procédures de ce projet durant entre 4 à 11 semaines maximum. Les souris auront donc au maximum 23 semaines en sortie de procédure.
Plasticité striatale et dynamique neuronale pendant l’apprentissage procédural
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Jusqu'à trente jours de séances quotidiennes la tête fixée, sous une restriction alimentaire qui leur fait perdre 10 à 15 % de leur poids : 764 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Elles subissent d'abord une chirurgie de trente minutes pour la pose d'un dispositif de maintien de la tête, ou d'une heure et demie pour l'injection d'un vecteur viral et l'implantation d'une fibre ou d'une lentille optique dans le cerveau. Le RNT annonce cette seconde chirurgie "sans effets adverses" tout en décrivant plus loin une douleur post-opératoire modérée et une possible perte de poids. Tout cela vise à comprendre comment une action réfléchie devient une habitude, le porteur affirmant qu'un modèle mammifère s'impose faute de structures équivalentes chez les autres vertébrés.
Objectifs
Le projet vise à comprendre en profondeur le processus d'apprentissage procédural, qui repose sur l'automatisation et l'exécution de séquences cognitivo-motrices complexes, telles que la conduite automobile ou la réalisation de gestes comme attacher ses lacets. Ce processus d'apprentissage se développe à travers de multiples répétitions réussies, progressant ainsi des comportements dirigés vers un but vers l'établissement d'habitudes. Le striatum, une région du cerveau, joue un rôle clé dans cet apprentissage, avec la région dorsomédiane (DMS) associée à l'acquisition des actions orientées vers un but, et la région dorsolatérale (DLS) impliquée dans l'acquisition des habitudes. Les recherches précédentes ont montré que différentes parties du striatum sont impliquées à différentes étapes de l'apprentissage, mais il reste à comprendre comment la mémoire procédurale est transférée entre ces régions lorsque les comportements évoluent vers des habitudes. Pour cela, une exploration longitudinale de la plasticité du réseau striatal est nécessaire, en suivant l'activité électrophysiologique ou en imagerie in vivo des différentes composantes du réseau dans le DMS et le DLS pendant tout le processus d'apprentissage procédural.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à découvrir comment nous apprenons des actions de manière automatique. En utilisant des techniques d'imagerie et d'électrophysiologie, nous allons suivre comment la plasticité synaptique change pendant que nous apprenons. Cela nous aidera à comprendre comment des actions initialement réfléchies et flexibles deviennent des habitudes automatiques, inconscientes. Le projet contribuera à la compréhension de la formation de la mémoire implicite lors d’un apprentissage procédural, ce qui aidera à éclaircir les mécanismes impliqués dans l'automatisation et l'exécution de séquences cognitivo-motrices complexes.
Procédures
Les souris, selon les groupes expérimentaux, subiront ou une chirurgie de courte durée (environ 30 minutes) sous-anesthésie générale pour la pose du dispositif de maintien de la tête, ou une chirurgie d’environ une heure et demi sous anesthésie générale, prévoyant l’injection du vecteur et l’implant de fibre ou lentille optique, sans effets adverses. Toutes les souris vont réaliser une tache comportementale, envisageant un apprentissage procédural (une session par jour pendant 3, 8, 21 ou 30 jours selon les besoins expérimentaux).
Impact sur les animaux
Après intervention chirurgicale, les animaux peuvent éprouver une douleur post-opératoire modérée, pouvant conduire à une éventuelle perte de poids. De plus, la restriction alimentaire entraînant une diminution de poids (entre 10 et 15%), la configuration tête-fixée, les manipulations liées aux enregistrements électrophysiologiques, comme le branchement et le débranchement des équipements, peuvent engendrer un stress chez l’animal.
Devenir
Il est nécessaire de mettre à mort les animaux dans toutes les procédures pour pouvoir effectuer une vérification histologique des aires corticales ciblées
Remplacement
Aucun modèle mathématique ou in vitro n'existe actuellement pour décrire les dynamiques des réseaux de neurones impliqués dans l’apprentissage procédural. Ainsi, l'utilisation d'animaux éveillés s'avère indispensable pour comprendre les mécanismes par lesquels le cerveau sélectionne une stratégie motrice ainsi que pour étudier les plasticités mise en place, au fur et à mesure de l’apprentissage. Pour ce faire, l'emploi d'un modèle animal mammifère est essentiel afin d'obtenir des résultats pouvant être extrapolés à la compréhension du processus d’apprentissage humain.
Réduction
En suivant la même souris à travers plusieurs sessions comportementales, nous parvenons à réduire le nombre d'animaux requis pour obtenir des résultats fiables, tout en atténuant la variabilité inter-individuelle. La méthode d'imagerie 2-photons employée offre la possibilité d'observer simultanément de multiples neurones.
Raffinement
Des éléments d'enrichissement supplémentaires, tels que la présence de sizzled pad et des petites bûches en bois, sont introduits dans la cage d’hébergement des souris. Les conditions chirurgicales (anesthésie, analgésie, asepsie) et les soins post-opératoires appliqués garantissent une prise en charge appropriée pour diminuer toute souffrance de l’animal après chirurgie. La restriction alimentaire est légère, et nous avons élaboré un protocole qui ne requiert pas l'isolement des animaux en restriction, favorisant ainsi leur bien-être social. Pour réduire le stress des animaux lié au dispositif expérimental, nous avons mis en place un protocole d'habituation progressive. De plus, afin d'associer positivement les souris au dispositif expérimental, elles reçoivent des récompenses pendant la phase d'habituation (et également pendant le protocole). L'appareil expérimental employé permet aux souris de se déplacer et de réaliser des tâches de manière active, même lorsqu'elles sont maintenues par la tête, réduisant ainsi le stress lié à cette contrainte. Les lignées transgéniques utilisées présentent un phénotype non-dommageable. Les vecteurs viraux et les protéines exprimées sont utilisés à des fins techniques uniquement (telles que l'imagerie et l'optogénétique) et ne semblent pas avoir d'effets néfastes sur les souris. Par ailleurs, les implants utilisés sont miniaturisés et légers (< 2g avec ciment inclus), et n'interfèrent donc pas avec le comportement normal des animaux. Enfin, une évaluation rigoureuse de l’état de santé et du bien-être des animaux est assurée pendant la durée du protocole experimental, grâce à des points limites pré-établis, qui permettent de définir des actions à prendre, qu’il s’agisse de soins de soutien, du retrait de l’animal du protocole expérimental ou, en cas de souffrance importante non réversible, d'une euthanasie éthique. Les critères d’arrêt associés à ces points limites garantissent une prise en charge rapide et adaptée, dans le respect de la réglementation et des principes de bien-être animal.
Choix des espèces
Il est nécessaire d'utiliser un modèle animal mammifère pour obtenir des résultats potentiellement transposables à l'Homme, car les structures des ganglions de la base ne sont pas présentes, ou sont organisées différemment chez les autres vertébrés (et absentes chez les invertébrés). Parmi les modèles animaux mammifères, l'utilisation du modèle souris permet l'accès aux nombreuses lignées transgéniques indispensables pour notre projet. Les animaux en comportement seront utilisés au premier stade adulte (à partir de 50 jours), ce qui permet d'avoir des taux d'apprentissage élevés, tout en étudiant l'activité des réseaux neuronaux dont le développement post-natal est fini.
Les mécanismes cellulaires impliqués dans le stockage des souvenirs (EU2/2)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une ou deux chirurgies du crâne sous anesthésie attendent chacune des 483 souris de ce projet, et 125 d'entre elles portent ensuite une prothèse fixée sur la tête. Ces 125 souris vivent seules pendant cinq semaines, ce que le porteur reconnaît comme un stress puisqu'elles ne peuvent pas exprimer leur comportement social. Toutes sont soumises à une tâche de mémoire associative, 45 reçoivent en plus quatorze injections en sept jours, et toutes sont tuées pour prélèvement de leurs tissus, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le RNT qualifie cette tâche de "légèrement aversive" sans dire en quoi consiste l'aversion infligée.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’étudier les mécanismes cellulaires et neuronaux impliqués dans le stockage de la mémoire à court et à long terme au sein du cerveau des rongeurs. Cette recherche s’appuie sur des travaux antérieurs, qui ont révélé que certaines propriétés des neurones se modifient suite à une expérience ou une tâche comportementale. Nous cherchons à approfondir ces observations en explorant les facteurs moléculaires et les processus cellulaires responsables des changements observés. Pour les raisons techniques, le projet se déroule dans deux Etablissements Utilisateur: EU1 et EU2
Bénéfices attendus
Notre projet aborde des défis importants pour comprendre les bases neurobiologiques de la formation de la mémoire. Grâce à la combinaison d'approches utilisées, le projet permettra : i) une meilleure compréhension du rôle du cerveau dans le stockage de la mémoire, ii) l'identification des mécanismes cellulaires et moléculaires à l'origine de l'oubli.
Procédures
Tous animaux subissent à une ou deux intervention(s) chirurgicale(s) (chacun d'une durée < 60 min) réalisées sous anesthésie, pour lesquelles ils reçoivent un traitement analgésique et des soins appropriés. Certains animaux (125) subiront une intervention sous sédation (sans acte invasif) d'une durée d'environ 60 minutes pour la pose d'une prothèse sur la tête. Pour des raisons techniques liées à la présence d'une prothèse, il est nécessaire d'adapter les conditions d'hébergement de ces animaux. 125 animaux seront hébergés individuellement pendant une période de 5 semaines, avec des périodes d'échange entre congénères. Ces mêmes animaux seront progressivement habitués à accepter la pose d'un appareil d'imagerie sur leur tête au cours de séances d'entraînement, dont la durée augmentera progressivement de 2 à 15 minutes. Tous les animaux sont soumis à une tâche comportementale classe de sévérité modère. La tâche comportementalel se compose de deux séances, l'apprentissage de la mémoire associative et le rappel (chaque séance dure 6 à 7 minutes). Certains animaux (45) reçoivent également des injections bi-quotidiennes pendant 7 jours (14 injections en totale). Toutes ces interventions sont réalisées au sein de l' EU1. Certains animaux (150) seront transportés (trajet à pied de 5 minutes) vers une zone annexe de l'EU 2, où ils seront profondément anesthésiés, puis euthanasiés. Leurs tissus seront ensuite utilisés pour des expériences physiologiques aiguës.
Impact sur les animaux
Les animaux subissent une ou deux procédures chirurgicales sous anesthésie. Les effets indésirables potentiels de ces interventions incluent un inconfort modéré, une perte de poids potentielle et un risque d'infection. Ce projet comprends également un test comportemental légèrement aversif. Ce test comportemental peut être stressant pour les souris. Les injections répétées peuvent également être une source d'inconfort. Certains animaux seront hébergés individuellement pendant 5 semaines. Cela représente un stress, car ils ne peuvent pas exprimer leur comportement social naturel.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés et leurs tissus récupérés pour les analyses post-hoc.
Remplacement
Le projet se concentre sur l'étude des mécanismes sous-jacents à la formation et au stockage de la mémoire dans le cerveau. Il comprend les tests comportementaux. Pour mener à bien cette étude, nous avons besoin d'un modèle qui soit : i) complexe et intact, ii) modifiable génétiquement, iii) doté de la structure cérébrale ciblée, et iv) adapté aux approches comportementales complexes et les tests invasifs.
Réduction
Afin de limiter au maximum le nombre d'animaux utilisés, nous avons estimé le nombre nécessaire pour obtenir une signification statistique en nous basant sur des études antérieures et des recherches bibliographiques. Nous nous engageons à utiliser le nombre minimal d'animaux requis pour atteindre les objectifs de l'étude. Pour ce faire, nous avons prévu une stratégie expérimentale permettant une analyse précoce des données (c'est-à-dire, analyse effectuée en petits lots avec une expérience par jour). Cette approche nous permettra d'ajuster la taille de l'échantillon en fonction des résultats préliminaires et de détecter rapidement tout problème potentiel avec la procédure, afin de modifier notre approche pour les lots suivants si nécessaire. En ce qui concerne l'approche statistique, nous appliquerons les tests appropriés en fonction des caractéristiques de nos données.
Raffinement
i) Surveillance quotidienne : Les animaux seront surveillés chaque jour pour assurer leur bien-être général. ii) Vérification de l'état de l'animal : Avant chaque manipulation, l'état de l'animal sera vérifié selon les critères généraux ainsi que les signes cliniques spécifiques à la manipulation. iii) Critères d’évaluation de la souffrance : L’apparence générale et le comportement de l’animal seront observés pour détecter tout signe de souffrance, douleur ou détresse (par exemple : état prostré, pelage non toiletté, griffures, etc.). Tout signe de souffrance déclenchera une réponse immédiate et appropriée, comme des mesures conservatoires (isolement temporaire, administration de glucose, réchauffement en couveuse, soins des blessures, etc.). Si aucune amélioration n'est constatée après ces interventions, l'expérimentateur décidera de l'euthanasie de l'animal, en consultation avec le vétérinaire et l'équipe des zootechniciens si nécessaire. iv) Les actes chirurgicaux seront réalisés sous anesthésie et analgésie. v) Manipulation quotidienne : Les animaux seront manipulés quotidiennement avant les expériences pour réduire leur niveau de détresse. vi) Intégration des techniques de raffinement : Nous intégrerons régulièrement de nouvelles techniques de raffinement en formant les expérimentateurs et en consultant des ressources éducatives visant à renforcer le respect des principes de raffinement. vii) Conditions d’hébergement : Les animaux seront maintenus dans des cages collectives avec un enrichissement comprenant des tubes en carton et du matériel pour la nidification.
Choix des espèces
Nous utiliserons la souris pour les raisons techniques liées à la réalisation du projet. Actuellement, la souris est la seule espèce mammalienne pour laquelle il est possible, de manière routinière, de modifier le génome, et pour laquelle les modèles créés ont été caractérisés tant au niveau comportemental que moléculaire. Les protocoles comportementaux décrits dans ce projet sont déjà validéspour ce modèle. Nous utiliserons des souris adultes âgées de 6 à 12 semaines. Nous ne pouvons pas utiliser de souris plus âgées en raison de l'effet du vieillissement sur la formation de la mémoire. De plus, les souris de moins de 6 semaines (avec un cerveau en développement) peuvent avoir des mécanismes différents sous-jacents à la formation de la mémoire et sont également sujettes à un oubli plus rapide.