Système nerveux
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- Système urogénital
Exploration de l’activité des neurones chez un modèle murin (souris) de l’autisme
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
155 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélèvement du cerveau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune subit deux interventions chirurgicales de quarante-cinq à cent vingt minutes, la pose d'une prothèse sur la tête sous sédation, cinq semaines d'hébergement individuel, un entraînement progressif au port d'un appareil d'imagerie crânien, puis une tâche comportementale que le porteur qualifie de légèrement désagréable sans la nommer. Le modèle est une lignée transgénique présentée comme représentant l'autisme, et les retombées annoncées, une contribution possible à l'orientation d'essais cliniques, restent au conditionnel. Sur le remplacement, le porteur écrit que les études cliniques ne conviennent pas en raison de la fragilité de la population concernée et de la "nécessité" d'approches invasives.
Objectifs
Les difficultés d'attention sont fréquentes dans divers troubles neurodéveloppementaux tels que l'autisme, les troubles du déficit de l'attention et certaines maladies génétiques caractérisées par un retard de développement. Ces problèmes posent un défi important à l'intégration sociale, éducative et professionnelle des personnes concernées. Pour mieux comprendre les raisons biologiques de ces difficultés, nous proposons d'analyser l'activité des cellules nerveuses dans une région du cerveau impliquée dans ces troubles. Nous utilisons un modèle génétiquement modifié représentant l'autisme, qui manifeste des problèmes d'attention dans des conditions expérimentales. Notre projet comprend des tests de comportement et l'imagerie, ainsi qu'un traitement pharmacologique pour mettre en évidence ces déficits.
Bénéfices attendus
L'autisme est une condition complexe pour laquelle il n'existe actuellement aucun traitement médicamenteux spécifique. En raison de la diversité des origines et des manifestations de cette condition, il est peu probable qu'une seule molécule puisse traiter tous les symptômes. Face à cette complexité, une approche consiste à comprendre les modifications dans les circuits cérébraux liés à des symptômes spécifiques. Notre étude se concentre sur les problèmes d'attention, qui touchent environ 40% des personnes autistes et sont étroitement liés à d'autres symptômes comme les problèmes sensoriels. En s'appuyant sur des recherches antérieures, nos propres données préliminaires et notre programme de recherche, nous cherchons à identifier les changements dans l'activité de certaines populations de cellules nerveuses. Ces modifications pourraient servir de biomarqueurs tant sur le plan physiologique que comportemental, permettant d'évaluer l'impact de nouveaux traitements médicamenteux pour les problèmes d'attention liés à l'autisme. Nous pensons que notre travail pourrait éventuellement contribuer à orienter des essais cliniques chez l'homme. En outre, les avancées techniques réalisées dans le cadre de ce projet bénéficieront à d'autres projets de recherche de notre laboratoire, nous permettant d'améliorer nos méthodes techniques et scientifiques pour nos futurs travaux. Dans une perspective plus large, les connaissances que nous espérons tirer de notre étude pourraient également enrichir notre compréhension d'autres troubles neurodéveloppementaux impliquant des problèmes d'attention.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à deux interventions chirurgicales sous anesthésie et analgésie : la première durera environ 45 à 90 minutes, et la deuxième durera de 90 à 120 minutes. En outre, ils 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. Les animaux seront hébergés individuellement pendant une période de 5 semaines, avec des périodes d'échange entre congénères. Les 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 30 minutes. Par la suite, les animaux effectueront une tâche comportementale légèrement désagréable d'environ 30 minutes en présence de l'appareil d'imagerie, qui sera positionné sur leur tête. Le lendemain, ils seront de nouveau exposés à la tâche comportementale, cette fois pendant environ 20 minutes. Certains animaux reçoivent un traitement pharmacologique d'un produit autorisé pour l'administration chez l'enfant (3 injections intra péritonéale ; durée : chacune 2s max).
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis à deux interventions chirurgicales sous anesthésie et analgésie : le risque d'inconfort, de douleur, d'infection et/ou de perte de poids est inhérent à ces procédures. Ils seront à nouveau endormis, exposant ainsi un risque d'hypothermie ou de problèmes respiratoires temporaires. Ils seront soumis à une tâche comportementale légèrement désagréable et stressante pour l'animal. Ils seront entraînés à porter un appareil d'imagerie sur leur tête, ce qui représente une contrainte pour la posture de l'animal. La pose d'une prothèse implique également une contrainte pour l'animal, ce qui nous obligera à adapter les conditions d'hébergement. Les injections sont légèrement desagréable. Le produit injecté peut avoir un effect neuropharmacologique.
Devenir
Toutes les souris seront euthanasiées et leurs cerveaux seront prélevés pour des analyses post-hoc.
Remplacement
Le projet se concentre sur l'exploration des changements comportementaux et neurobiologiques chez un modèle de maladies neurodéveloppementale. Les expériences proposées nécessitent l’utilisation d’un modèle animal vivant et il ne peut pas être remplacé par les études in vitro ou in silico. Les études cliniques ne sont pas appropriées pour notre objectif expérimental, en raison de la fragilité de la population clinique concernée et de la nécessité d'approches invasives pour répondre à nos questions scientifiques. Les structures cérébrales sont généralement bien préservées chez différentes espèces de mammifères, ce qui suggère une similitude fonctionnelle entre les rongeurs et les humains. L'utilisation de modèles animaux avec une sensibilité neuronale plus faible (tels que les invertébrés ou les poissons) ne convient pas à notre projet, car ces organismes ne possèdent pas la structure cérébrale spécifique ciblée par notre étude.
Réduction
Nous avons réfléchi à notre projet de recherche de façon à réduire au minimum le nombre d’animaux utilisés. La conception expérimentale soigneuse de notre projet permettra une stratégie de réduction à minima de nombre des animaux nécessaires à l’exploitation statistique des résultats. Afin d’estimer correctement le nombre d’animaux nécessaires, nous avons consulté deux experts dans le domaine. Nous avons également prévu une étude pilote, permettant l’étude de la faisabilité technique de certains aspects de notre projet. De plus, nous avons intégré une stratégie permettant une évaluation précoce de nos résultats au fur et à mesure et, si nécessaire, une réduction de nombre d’effectifs nécessaire à la réalisation de nos objectifs scientifiques.
Raffinement
i) Surveillance quotidienne. ii) Vérification de l'état de l'animal avant et après chaque expérience ou manipulation. iii) Perfectionnement des procédures chirurgicales pour réduire le risque de douleur ou de souffrance : utilisation d'une crème pour les yeux et d'un tapis chauffant pour maintenir la température de l'animal. Utilisation d'anesthésiques et d'analgésiques pour chaque intervention chirurgicale. Ajout d'un analgésique local à longue durée d'action et d'un anti-inflammatoire lors de la deuxième intervention chirurgicale. iv) Application de soins préventifs après la chirurgie v) Animaux manipulés quotidiennement avant les séances de comportement afin de réduire le niveau de stress. vi) Entraînement à la porte de l'appareil d'imagerie, vii) Utilisation des techniques de manipulation prévu pour réduire le stress de la manipulation viii) Habituation à la salle de comportement, ix) Définition de points limites spécifiques et de mesures conservatrices pour chaque phase de la procédure. x) Mécanismes d'intégration des nouvelles techniques de perfectionnement : formation régulière des expérimentateurs, consultation de sites éducatifs en bien être animal, consultation d'experts dans le domaine.
Choix des espèces
Choix de l'espèce : Les expériences proposées pour cette étude nécessitent des mesures comportementales et neurophysiologiques (impliquent des interventions invasives). Nous avons donc besoin d’un modèle animale complexe et intacte, adapté à la réalisation des tests cognitifs, possèdant la structure cérébrale ciblée par notre étude, pour lequel il existe déjà des tests comportementaux validés dans la littérature scientifique. De plus, il est essentiel que l'espèce soit susceptible d'accepter des modifications génétiques pour reproduire les conditions génétiques humaines. Idéalement, le modèle devrait être bien validé par des études antérieures en tant que représentation fiable et éprouvée pour l'étude de l'autisme. La souris répond à tous ces critères et offre la cohérence avec les recherches précédemment menées au sein de notre équipe. Les modèles animaux avec une sensibilité neurophysiologique moindre, tels que les invertébrés ou les poissons, ne sont pas appropriés pour notre projet, car les approches techniques que nous envisageons ne peuvent pas être appliquées à ces organismes. De plus, les tests comportementaux chez ces animaux sont souvent trop limités pour modéliser de manière adéquate des maladies complexes comme l'autisme. Stade de développement : 4 à 6 semaines au début des procédures (c.a.d. l'acte chirurgical) et 10 à 12 semaines (jeunes adultes) au moment du test comportemental. Justification : Ce stade de développement a été choisi pour être en cohérence avec les études antérieures effectuées au sein de notre équipe, utilisant le même modèle transgénique et la même tâche comportementale. En effet, cette étude s'inscrit dans la continuité de notre programme de recherche, et il est très important de maintenir les mêmes conditions expérimentales afin de garantir la reproductibilité et la fiabilité de nos expériences, tout en facilitant la comparabilité de nos données avec celles obtenues précédemment. L'âge de 10 à 12 semaines a été choisi car il correspond au moment de maturité des circuits neuronaux ciblés. Bien que la condition étudiée se manifeste à tous les stades de la vie, une intervention thérapeutique sera plus efficace si elle est effectuée de manière la plus précoce possible. C'est pour ces raisons que nous utilisons des jeunes adultes.
Mise au point d’un protocole de suivi de l’activité des neurones impliqués dans la sécrétion d’hormone de la reproduction pendant le cycle estrien des souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
- Système urogénital
Génétiquement modifiées pour rendre visible l'activité d'une population de neurones de la reproduction, 351 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 251 d'entre elles et modéré pour 100. Toutes subissent une chirurgie crânienne, certaines des frottis vaginaux quotidiens pendant dix jours, puis un micro-prélèvement de sang à la pointe de la queue chaque heure pendant dix heures, avec un isolement pouvant durer vingt heures. Le porteur reconnaît que les frottis répétés peuvent irriter l'orifice vaginal et que le dispositif de photométrie laissé à demeure gêne le corps de l'animal. L'objectif est de vérifier si ces neurones suivent un rythme journalier, et toutes les souris sont tuées pour que leur cerveau soit analysé.
Objectifs
Une fécondation réussie dépend d’une bonne synchronisation entre le moment de l’ovulation et celui de l’accouplement. Chez les mammifères, la meilleure période pour une fécondation réussie est à la transition entre la période de repos et la période d’activité. Chez les rongeurs nocturnes, comme la souris, l’ovulation est induite par le déclenchement du pic préovulatoire d’hormone lutéinisante (LH) à la transition jour/nuit. Ce pic est coordonné par l’horloge biologique cérébrale qui envoie un signal temporel à d’autres neurones, notamment aux neurones à (Arg)(Phe)-reladed peptide (RFRP), impliqués dans la régulation de l’axe reproducteur. Ces neurones inhibent la production de LH et présentent un rythme d’activité journalier qui pourrait participer à la synchronisation du pic préovulatoire à la transition repos/activité. L’objectif de ce projet est d’étudier 1) si les neurones RFRP présentent une activité journalière in vivo et 2) si le rythme de cette activité est coordonné à celui du pic préovulatoire. A terme, ce projet permettra d’étudier l’effet de perturbations environnementales sur la reproduction féminine.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif, d’une part, de vérifier si l’activité des neurones reproducteurs dans le cerveau des souris femelles varie au cours de la journée, notamment à la transition jour/nuit, et si cette variation est associée au pic préovulatoire. La validation de cette hypothèse nous permettra, dans un second temps, d’étudier si et comment l’activité de ces neurones reproducteurs et le pic préovulatoire sont altérées dans diverses conditions environnementales connues pour affecter la fertilité des souris femelles.
Procédures
Toutes les souris subiront une intervention chirurgicale sous anesthésie/analgésie profonde. Certaines seront également soumises à des frottis vaginaux 1 fois/jour pendant 10 jours sur animal vigile et, lors d’une journée définie par le stade estrien de l’animal, 1 micro-prélèvement de sang à la pointe de la queue sera réalisé chaque heure pendant 10 h sur animal vigile et elles seront isolées pendant l’enregistrement (20h maximum). Enfin, une biospie de queue sera faite sur animal vigile en vue de réaliser un génotypage.
Impact sur les animaux
L’intervention chirurgicale est jugée douloureuse per se (douleur modérée). L'incision de l'extrémité distale de la queue pour réaliser des microprélèvements de sang ainsi que le prélèvement de tissu pour le génotypage des souris peuvent induire une douleur modérée temporaire. Un stress peut aussi être induit par la manipulation des animaux au cours de la réalisation des frottis vaginaux et des microprélèvements sanguins à la queue. Une irritation modérée de l'orifice vaginale due au frottis vaginaux répétés peut être observée. La présence à demeure du système de photométrie peut provoquer une légère gêne corporelle. L’isolement des souris nécessaire à l’enregistrement photométrique in vivo peut engendrer un stress.
Devenir
Toutes les souris engagées dans les procédures expérimentales seront mises à mort en vue d’analyser leur cerveau.
Remplacement
Ce projet est une étude de physiologie intégrée per se. La régulation de l'activité de reproduction est un mécanisme qui fait intervenir plusieurs structures nerveuses et endocrines. L'étude des relations entre ces différents acteurs nécessite l'utilisation d'organismes entiers vivants et ne peut pas se faire sur des organes ou des cellules isolés.
Réduction
Pour chaque procédure expérimentale, le nombre d'animaux par groupe a été réduit au maximum en tenant compte des variabilités interindividuelles et des règles statistiques en vigueur, nous permettant d'obtenir des résultats fiables et robustes. Ces résultats seront analysés à l'aide de tests statistiques appropriés. De plus, dès que l'expérience s'y prête, un suivi longitudinal de la variable étudiée a été privilégié. C'est-à-dire que le même animal sera suivi pour cette variable sur plusieurs jours voire plusieurs semaines, ce qui permet de réduire le nombre d'animaux nécessaires.
Raffinement
Les souris étant des animaux sociaux, elles seront hébergées par 2 ou 3, sauf au moment de l’enregistrement photométrique de l’activité calcique des neurones RFRP qui nécessite un isolement des souris. Les cages seront enrichies avec du matériel de nidification (morceaux de coton), un bâton à ronger, un tunnel (pour éviter le stress lié à la préhension par la queue lors du change ou de la capture de l’animal dans la cage) et avec un accès à l’eau et à la nourriture ad libitum. Les souris seront observées quotidiennement. Après leur arrivée à l'animalerie, les souris auront une semaine pour s'habituer à leur nouvel environnement, sans manipulation. Puis, elles seront manipulées quotidiennement pendant 1 à 2 semaines avant le début des procédures expérimentales. La chirurgie sera réalisée sous anesthésie et analgésie. Lors des interventions chirurgicales, nous utiliserons des tapis chauffants afin d’éviter la diminution de la température corporelle due à l’anesthésie. De l’ocrygel sera placé sur les yeux des souris pour éviter leur desséchement. Après la chirurgie, de la nourriture gélifiée sera mise à disposition des animaux lesquels auront été habitués à cette nourriture pendant 3 jours avant la chirurgie pour éviter toute néophobie (peur de ce qui est nouveau/inconnu). Des points limites ont été établis permettant de soustraire l’animal à la souffrance.
Choix des espèces
Le modèle animal choisi pour ce projet est la souris à l’âge adulte (minimum 8 semaines), car le fonctionnement de son axe reproducteur est bien connu et présente un cycle régulier à ovulation spontanée. Pour répondre aux questions scientifiques posées, nous utiliserons des jeunes adultes afin d’étudier le fonctionnement de l'axe reproducteur mature et non sénescent. Par ailleurs, l’utilisation de souris génétiquement modifiées permet de cibler spécifiquement la population neuronale d’intérêt dont le rôle dans le contrôle de la sécrétion d’hormone lutéinisante a bien été étudié.
Etude des gènes de l’hypothalamus et du sommeil dans la SLA après un régime hypercalorique
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
3 072 souris vont être utilisées, 2 304 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 768 un niveau léger, toutes tuées pour prélèvement de tissus. Porteuses des mutations SOD1, FUS ou TDP43, elles subissent un prélèvement de tissu avant dix jours de vie pour le génotypage, un régime spécial pouvant durer soixante jours, une chirurgie de trente minutes, puis deux semaines seules en cage pour mesurer leur métabolisme et leur sommeil. Le porteur présente le régime hypercalorique comme prolongeant le bien-être des souris malades, alors qu'il sert d'abord à décrire les voies moléculaires de la maladie qui leur a été donnée. Il attend chez les SOD1 une paralysie qui gagne les pattes arrière puis avant et une perte de poids jusqu'à 20 %, et annonce un suivi quotidien des capacités motrices à partir de quatre-vingt-dix jours, sans dire à quel stade elles sont tuées.
Objectifs
La sclérose latérale amyotrophique représente la maladie neurodégénérative la plus répandue du système moteur chez l'adulte. Actuellement, elle demeure incurable et invariablement mortelle, généralement dans un délai de 2 à 5 ans après l'apparition des premiers symptômes, principalement en raison de l'insuffisance respiratoire. La sclérose latérale amyotrophique se manifeste sous des formes sporadiques et familiales, avec des modifications de gènes identifiés. Notre objectif est de comprendre les mécanismes génétiques et cellulaires observés dans la maladie lors de la phase avant l’apparition des symptômes moteurs. Lors de cette phase on observe des troubles du sommeil ainsi qu’une perte de poids. Pour atteindre l'objectif de l'étude, nous utiliserons des modèles souris qui présentent les différentes mutations identifiées à savoir SOD1, FUS et TDP43 couvrant la majorité des formes de sclérose latérale amyotrophique.
Bénéfices attendus
A l’heure actuelle, seul un traitement est proposé aux patients atteints de SLA, lorsque le diagnostic de la maladie est clairement établi, un processus qui peut prendre plusieurs mois. L’efficacité est très faible puisqu’il ne permet d’augmenter la durée de vie des patients que de quelques mois. Le régime hypercalorique a montré son efficacité sur les patients avec un progression rapide, cependant les patients le tolère très mal psychologiquement. De plus, nous n’avons pas de mécanisme cellulaire, moléculaire ou génétique l’expliquant cet effet dans les patients. Étudier le régime hypercalorique dans les modèles préclinique murin permettra de décrire ces voies et de mettre en place des traitements. Ceux-ci cibleront spécifiquement des voies cellulaires de façon pharmacologique sans passer par un régime que les patients n’arrivent pas à suivre. Ce projet permettra de mettre en évidence de nouveaux cible thérapeutiques spécifiquement pour retarder des symptômes chez les patients atteints de SLA.
Procédures
Les animaux auront en totalité un régime spécial depuis l’âge de 35-40 jours jusqu’à environ vers 100 jours de vie chez les SOD1 (variations interindividuelles). Pour les FUS et TDP43 un traitemant par régime sera proposé vers 4 mois ou vers 10-12 mois pour une durée maximale de 60 jours. Une chirurgie de 30 minutes sur animal anesthésie et suivi d'un isolement de 2 semaines pour les mesures du métabolisme et du sommeil (une semaine de calibration et une semaine de mesure). Un prélevement de tissue sera réalisé avant l'âge de 10 jours sur les nouveaux-nés vigils afin de les caractériser génétiquement.
Impact sur les animaux
La SLA n’est pas décrite comme douloureuse dans les modèles et chez les patients. La chirurgie peut entraîner une perte de poids, une inflammation et du stress. L’évolution de la pathologie sera établie en fonction d’une échelle définie au laboratoire (scoring). Un développement d’atteintes motrices et une mort précoce typiques de la SLA est attendu chez les souris SOD1. Une perte de poids qui commence aux alentours de 75 jours et peut atteindre 20% au cours du temps, et des symptômes moteurs qui apparaissent aux alentours de 90 jours par des problèmes d’extension des pattes arrières, suivis d’une paralysie progressive qui touche d’abord les pattes arrières puis les pattes avants. Un régime hypercalorique ne génère aucune douleur ni souffrance, mais au contraire prolonge le bien-être des animaux malades en limitant la perte de poids. Ce régime est bénéfique chez les animaux malades et peut développer une légère obésité sans autres problème métabolique chez les animaux sauvages. Le prélevement nécéssaire à la caractérisation génétique des nouveaux-nés peut induire une douleur et un stress de courte durée.
Devenir
Mise à mort pour prélèvement de tissus.
Remplacement
La SLA est une maladie neurodégénérative complexe qui affecte différents types de neurones le long de l’axe moteur, et implique la participation de divers types cellulaires neuronaux et non-neuronaux, telles les cellules gliales et les muscles striés. Notre projet va étudier les mécanismes neuronaux de l’hypothalamus impliqués dans la perte de poids chez les modèles expérimentaux de SLA ainsi que leur traitement par le régime riche. Cette approche n’est donc réalisable qu’in vivo, sur l’organisme entier.
Réduction
Le nombre d’animaux qui sera utilisé est basé sur des observations faites dans le laboratoire par des études préliminaires ce qui a permis de calculer la puissance statistique, d’éviter les biais de taille d’effet (nombre suffisant permettant l’exploitation statistique). Ce qui nous a permis de calculer le nombre minimum nécessaire par groupe. Secondairement lorsque les données seront récoltées nous affinerons pour analyser les résultats. De plus pour réduire le nombre d'animaux nécéssaires nous utiliserons les génotypes non conformes générés. Ces expériences seront conduites en aveugle pour l’expérimentateur, permettant d’éliminer tout biais.
Raffinement
Un enrichissement de l’environnement des animaux sera renforcé (bâtonnets à ronger, coton compressé pour faire des nids, maisons de carton, tunnel), le maintien des interactions sociales et la surveillance quotidienne des animaux permettront d’assurer de leur bien-être et de détecter rapidement tout changement de comportement associé ou non à la pathologie étudiée afin qu’il puisse être pris en charge. Des points limites permettant de soustraire l’animal à la souffrance ont été établis. Précisément, les animaux présentant un phénotype moteur plus important seront suivis quotidiennement, à partir de 90 jours selon un système d’évaluation des capacités motrices des animaux. De la nourriture en gel sera donnée en fonction de l'état de santé de la souris. Pour la procèdure chirurgicale une anesthésie générale et analgésie sera mis en place ainsi qu’un tapis chauffant pour lutter contre l’hypothermie, et du gel ophtalmique pour protéger les yeux, et les barres d'oreilles seront placés de façon atraumatique aux niveaux des zygomatiques. Une acclimatation et habituation au dispositif de calorimétrie indirect est prévu.
Choix des espèces
Parmi les modèles de SLA, les souris sont les plus appropriées à notre étude car: 1) elles présentent le niveau de complexité du cerveau et de la moelle épinière adéquat, 2) leur développement pré- et post-natal mime celui de l’homme, 3) il existe plusieurs lignées de souris adaptées exprimant la SLA qui reproduisent parfaitement les symptômes de la maladie et sont donc adaptées à l’évaluation préclinique de traitements médicamenteux. L'âge du début de l'expérience sera compris entre 30 et 45 jours pour la lignée SOD1. Et à partir de 4 mois ou vers 10-12 mois pour les lignées FUS et TDP43. Et ces âges seront respectés pour les souris témoins pour chacune des lignées.
Mise au point de modèles de migraine par injection de neuropeptides chez des animaux mâles et femelles
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Choisi parce qu'il est "couramment utilisé au sein du laboratoire depuis de nombreuses années", le rat est l'espèce retenue pour ces deux modèles de migraine. 600 rats, mâles et femelles, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à la fin pour prélever leur cerveau. Ils reçoivent une injection de neuropeptide directement dans un ganglion nerveux sous anesthésie, puis leur sensibilité cutanée est mesurée pendant quatre heures, par application de filaments fins et jet d'air toutes les trente minutes. Le porteur annonce des points limites fixés par une grille de scores sans dire lesquels, tout en identifiant la douleur comme la principale nuisance du protocole.
Objectifs
Dans notre étude, nous utilisons deux modèles de migraine chez le rat en injectant deux neuropeptides qui jouent un rôle dans les migraines mais agissent différemment. L'un est déjà une cible pour des traitements car il provoque l'élargissement des vaisseaux et augmente la sensibilité aux douleurs dans la tête. Le second, lui, agit autrement et pourrait aider les patients qui ne répondent pas aux traitements ciblant le premier. En comparant ces deux substances, nous cherchons à mieux comprendre leurs effets dans les migraines, et à voir comment elles influencent différemment les mâles et les femelles. Cela pourrait mener à des traitements plus adaptés aux besoins individuels.
Bénéfices attendus
À court terme, ce projet va nous permettre de développer un modèle animal de migraine plus proche de la réalité clinique. Cela nous aidera à mieux comprendre les mécanismes de la migraine, à identifier des différences entre mâles et femelles, et à découvrir de nouvelles options de traitement. La migraine touche plus souvent les femmes, mais la plupart des études ont été faites sur des mâles, alors qu’on sait que le sexe et les hormones influencent la façon dont la migraine se manifeste. À moyen terme, comprendre ces différences et le rôle de différentes zones du cerveau dans ce modèle nous permettra d’approfondir nos connaissances sur la migraine. Par ailleurs, bien que les triptans soient les médicaments spécifiques de la migraine, ils ne fonctionnent que pour environ 60 % des personnes, ce qui laisse penser qu'il existe d'autres mécanismes en jeu.
Procédures
Mesure de la sensibilité cutanée : le jour de l'injection pendant 4h ; cette mesure se fait par l'application de filaments fins sur la peau de l'animal et par l’envoi d’un jet d’air toutes les 30 min pendant 4 h après l'injection des molécules en intra-ganglionnaire (chaque application dure 3 secondes).
Impact sur les animaux
Les injections de neuropeptides induisent une douleur modérée. Une gêne est observée après injection, sans entraver les mouvements. Les injections intra-ganglionnaires provoquent un stress et une inflammation locale modérés. L’anesthésie constitue une nuisance légère, avec un risque de perturbations respiratoires ou cardiovasculaires. Les stimulations mécaniques (filaments de Von Frey, AirPuff) entraînent une douleur modérée. Les manipulations répétées induisent un stress modéré.
Devenir
Les procédures ne permettent pas de réutiliser les animaux. En effet, elles se terminent par des études transcriptomiques, protéiques et immunohistochimiques qui nécessitent de prélever le cerveau : les animaux seront donc mis à mort à la fin de la procédure.
Remplacement
Aucune méthode alternative ne permet de remplacer ce protocole. En effet il est nécessaire de réaliser ces études in vivo, car l’intégration de la douleur implique de nombreuses régions du système nerveux central et périphérique simultanément.
Réduction
Le nombre d'animaux par groupe est fixé à un maximum de 10 pour assurer une étude fiable, en tenant compte des étapes clés comme l’habituation, les injections, les observations comportementales, les prélèvements et la préparation des échantillons. Les études comportementales étant un facteur limitant, nous prévoyons suffisamment d'animaux pour garantir des résultats solides pour ce modèle de migraine. Enfin, pour prendre en compte les différences entre mâles et femelles dues aux hormones, l’étude inclura les deux sexes.
Raffinement
Avant les études comportementales, les animaux sont placés dans des cages enrichies (tunnels et contacts sociaux) pendant une semaine, puis habitués au nouvel environnement pendant 4 jours pour réduire leur stress. Avant les injections, les rats sont anesthésiés, vérifié par l'absence de réflexe de retrait. La douleur est la principale nuisance identifiée, et pour les stimulations mécaniques, nous suivons les recommandations internationales pour limiter leur durée et intensité. Plusieurs critères seront surveillés quotidiennement durant tout le temps des procédures, et des points limites ont été établis par une grille de scores.
Choix des espèces
Le rat est couramment utilisé au sein du laboratoire depuis de nombreuses années et dans les études précédentes sur le sujet dans d’autres laboratoires. C’est par ailleurs un des modèles les plus utilisés pour les études comportementales dans le domaine de la douleur. Les animaux seront âgés de 6-8 semaines pour la comparaison avec les autres données de la littérature. Etant donné que les réponses neurobiologiques aux migraines peuvent différer entre les sexes, mâles et femelles seront inclus dans cette étude.
Etudes Comportementales de souris modèles d’autisme en milieu naturalistique
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Les souris de ce projet voient leur accès à l'eau restreint pour les contraindre à apprendre des règles, une puce ayant d'abord été implantée sous leur peau sous anesthésie. 879 souris porteuses de mutations liées à l'autisme vont être utilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Le porteur revendique un "intérêt majeur au niveau éthique" pour son dispositif, qui éviterait le stress de l'isolement et de la restriction alimentaire, tout en décrivant des souris retirées de l'expérience quand elles ne boivent plus pendant vingt-quatre heures et un modèle qui se blesse la peau à force de se toiletter. Toutes sont tuées à la fin, pour prélèvement et analyse post-mortem.
Objectifs
Ce projet a pour but d’évaluer le comportement et les capacités cognitives des souris modèles d'autisme avec une approche plus éthologique, en plaçant des groupes sociaux dans une grande cage d’élevage dans laquelle les animaux peuvent apprendre différentes tâches pendant plusieurs semaines, à différents moments du cycle circadien, et sans intervention d’un expérimentateur car les tâches sont programmées et la quantification des performances est automatisée.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à redéfinir le rôle du cervelet et à élargir les perspectives de la recherche sur l'autisme pour mieux répondre aux besoins de la société. Longtemps considéré comme une structure dédiée au contrôle des mouvements, le cervelet apparaît aujourd’hui comme un centre clé de l’intégration des informations sensorielles et des fonctions cognitives complexes, remettant en question les idées reçues en neurosciences. En étudiant l'impact de certaines modifications génétiques liées à l'autisme sur des circuits spécifiques du cervelet, ce projet explore des mécanismes encore méconnus qui pourraient expliquer les troubles sensoriels et cognitifs associés à l'autisme. Il apporte ainsi un éclairage novateur sur les bases neurobiologiques de ce trouble. L’évaluation automatique des comportements et des capacités cognitives dans notre dispositif permettra d a aussi un intérêt majeur au niveau éthique, car il permet de tester les souris dans leur lieu d’hébergement familier, enrichi par le contexte social et par une activité naturelle de recherche de boisson dans des zones différentes de la cage, en évitant tout stress lié à l’isolement, à la restriction en aliment, à l’anxiété induite par un environnement nouveau, ou à la manipulation par l’expérimentateur. Ce dispositif permet aussi l’obtention rapide de résultats sur des cohortes conséquentes de souris dans des conditions expérimentales stables, à la fois pendant les périodes diurnes et nocturnes.
Procédures
Une implantation sous-cutanée de transpondeurs (puce éléctronique) sera réalisée pour chaque souris au moyen d'une anesthésie gazeuse (durée inférieure à 2 minute par souris). Des groupes de 8 à 16 souris agées de 2 mois à 5 mois maximum seront hebergées pendant 2 à 4 semaines dans une grande cage automatisée permettant de mesurer differents comportements spontanés et différents apprentissages Les animaux seront testés pour leur capacité d’apprentissage et de mémoire (mémoire de travail, mémoire spatiale et mémoire associative) et auront pour cela accès à des récompenses (eau sucrée) ou des contraintes limitant de manière temporaire leur accès à l’eau de boisson.
Impact sur les animaux
Une légere gène pourrait être ressentie suite à l'implantation sous-cutanée de la puce nécessaire au suivi des animaux dans le dispositif. Certaines souris pourraient avoir des difficultés d’accès à la boisson du fait de la pression sociale susceptible de s’instaurer dans un grand groupe, ou dans certains protocoles impliquant une compétition sociale ou quand la règle à apprendre pour accéder à la boisson s’avère trop compliquée pour certaines souris modèles présentant un sévère déficit cognitif. L’un de nos modèles de souris peut parfois développer des plaies cutanées dues à un comportement exacerbé d’auto-toilettage. Par ailleurs, un autre modèle présente une sensibilité́ accrue aux bruits
Devenir
Des prélèvements et analyses sont nécessaires post-mortem : cela implique donc l’euthanasie de l’ensemble des animaux.
Remplacement
Aucun modèle mathématique ou in vitro n'existe actuellement pour décrire le lien entre des mutations génétiques de gènes liés à l'autisme et les troubles comportementeaux qui en découlent. Ainsi, l'utilisation d'animaux éveillés s'avère indispensable pour comprendre ces liens au travers différentes observations comportementale. 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. La souris représente un choix privilégié en raison de la similitude entre le fonctionnement de son cerveau et les tests comportementaux employés, par rapport à ceux observés chez l'Humain.
Réduction
En se basant sur plusieurs articles utilisant des tests comportementaux réalisés en en milieu semi-naturalisé et des analyses statistiques similaires, nous estimons le nombre nécessaire de souris par groupe à 16 souris. Des tests statistiques seront réalisés afin d'avoir une interprétation stable des résultats. Au total, nous estimons donc que pour réaliser l’ensemble du projet, 879 souris seront nécessaires.
Raffinement
Une semaine avant le début de l’étude, une courte anesthésie (moins de 2 minutes) permet d’injecter sous la peau une petite puce. Une analégsie sera réalisée avant l'injection de la puce. Cette puce sert à suivre l’activité de chaque souris. L’intervention est réalisée par du personnel qualifié et formé à cette procédure. Ensuite, les souris évoluent dans un dispositif expérimental qui leur sert aussi d’habitat. Cet environnement est conçu pour limiter leur stress : elles y vivent en groupe, sans être isolées ni manipulées, et y recherchent leur boisson de manière naturelle, dans différentes zones de la cage. La lumière et la température sont contrôlées pour rester identiques aux conditions habituelles de l’animalerie. Le dispositif comprend quatre abris où les souris peuvent se reposer ou se regrouper. Elles y sont progressivement familiarisées en y vivant en continu pendant plusieurs semaines. Un logiciel surveille leur accès à l’eau et alerte en cas de problème. La quantité de boisson consommée par chaque souris est contrôlée chaque jour pour s’assurer qu’elle boit suffisamment (au minimum 2 à 3 ml par jour pour les protocoles les plus stricts). Si une souris ne boit pas pendant 24 heures, elle est immédiatement retirée de l’expérience pour être hydratée. Si cela arrive pendant la phase de familiarisation, elle peut être réintroduite après une heure si elle ne montre aucun signe de souffrance et a bien bu. En revanche, si elle ne boit toujours pas dans les 12 heures suivantes, elle est retirée définitivement et euthanasiée. Le bien-être des souris est suivi attentivement après l’anesthésie et en cas de retrait du dispositif, grâce à des grilles d’observation spécifiques.
Choix des espèces
La souris représente un choix privilégié pour étudier les alterations comportementales liés à l'autisme en raison de la similitude entre le fonctionnement de son cerveau et les tests comportementaux employés, par rapport à ceux observés chez l'Humain. Il s’agira de souris adultes âgées de 2 à 6 mois nous permettant d’étudier le comportement sur un cerveau stable d'un point de vue développemental (2 mois). Nous arrêtons les tests avant l'effet du vieillissement cérébral (6 mois)
Évaluation de la transmission des capacités sociales des mâles sur les comportements sociaux de leur descendance chez la souris
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Les mères receveuses sont opérées une heure chacune, puis hébergées seules avant la mise bas. 280 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Le projet est aussi déposé au titre du bien-être animal et annonce chercher des marqueurs "objectifs et non invasifs" du bien-être des rongeurs, l'isolement et la chirurgie des mères étant rangés parmi les nuisances légères. Les descendants passent des tests comportementaux que le porteur ne nomme pas, et tous les animaux finissent mis à mort pour le prélèvement des ovaires et des cerveaux.
Objectifs
Les souris sont désormais élevées en groupes sociaux dans un environnement enrichi, favorisant leur sociabilité et leur bien-être. Récemment, nous avons montré que l’isolement social motivait les souris à interagir avec leurs congénères, contrairement aux études des années 80 utilisant des générations d’animaux élevés en hébergement individuel, soulignant l’existence d’une transmission de ce stress social sur plusieurs générations. On sait que le stress des souris mâles impacte le développement du cerveau et le comportement des descendants. Après avoir déterminé le nombre de descendants par femelle chez les souris contrôles et un modèle murin ayant des difficultés à s’adapter aux larges groupes sociaux, notre étude vise à évaluer la transmission des comportements sociaux des mâles à leur descendance dans les deux lignées.
Bénéfices attendus
Les bénéfices du projet sont de faire progresser l'état des connaissances quant à la transmission des comportements sociaux des souris à leur descendance. En outre, nous espérons identifier des marqueurs objectifs et non invasifs du bien-être animal chez les rongeurs.
Procédures
Deux administrations (1 min/jour) à deux jours d’intervalle seront réalisées. Les animaux recevront une dose d'anesthésique (1 min/injection) avant leur mise à mort. Les mères receveuses seront soumises à des procédures chirurgicales (une fois, une heure/animal). Les descendants de ces mères effectueront des tests de comportement avec des souris contrôles quatre fois sur une à deux semaines (de 5 à maximum 45 min/jour/animal) pour mesurer les comportements sociaux.
Impact sur les animaux
Le modèle murin utilisé a des légères difficultés à vivre en larges groupes sociaux, n’induisant qu’un léger inconfort en présence de nombreux congénères. Les injections peuvent engendrer une légère douleur. Les différentes contentions ainsi que les tests comportementaux, incluant l’hébergement individuel des mères avant la mise-bas peuvent entrainer un léger stress pour l’animal. Les mères receveuses seront soumises à des procédures chirurgicales pouvant entraîner une diminution transitoire de leur bien-être et rarement des infections.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés et les organes prélevés pour l’étude directement (ovaires) mais aussi pour des études ultérieures (cerveau).
Remplacement
L’évaluation de l’effet comportemental de la transmission des capacités sociales chez les descendants nécessite l’utilisation de l’animal afin de considérer un organisme entier et de mettre en évidence la complexité des mécanismes mis en jeux dans les processus de sociabilité et de reproduction. A ce jour aucun test in vitro ou modèle informatique ne permet de prédire et rendre compte de l’ensemble des phénomènes impliqués dans la transmission intergénérationnelle des comportements sociaux.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisés sera réduit pour obtenir des résultats pertinents, reproductibles et statistiquement valides, tout en prenant en compte les contraintes expérimentales ainsi que la variabilité comportementale exprimée par chaque animal. De plus, si le nombre de descendants nés par femelle est suffisant, le nombre de femelles sera réduit de 30-50%. Nous utiliserons des tests de comparaison entre chaque groupe.
Raffinement
Le milieu sera enrichi avec, entre autres, une cabane en carton et des frisotis en papier kraft pour optimiser le maintien de leur chaleur corporel et de leur bien-être. Pour la mise-bas, les mères auront en plus deux carrés de ouate afin de pouvoir faire leur nid. Les tests de comportements seront réalisés dans des pièces dédiées, auxquels les animaux seront habitués au préalable. Ces tests seront les plus brefs possibles et réalisés dans le calme et sous des éclairages faibles afin de minimiser l’inconfort et l’anxiété des animaux. Les animaux seront suivis et manipulé tout au long des procédures afin de les habituer au contact des expérimentateurs et pour vérifier leur état de santé. Les femelles soumises aux procédures chirurgicales seront traitées avec des antidouleurs jusqu’à leur rétablissement pour limiter leur douleur et, comme pour tout changement chez un animal, seront suivies avec une surveillance renforcée. Des points limites adaptés pour chaque procédure ont été mis en place et seront appliqués.
Choix des espèces
Les souris sont des petits animaux sociaux qui se reproduisent bien et vite et dont les comportements sociaux sont mesurables. Cette espèce est donc un très bon modèle pour étudier les effets de la transmission des capacités sociales entre générations, comme précédemment montré pour le stress. Les animaux pubères seront utilisés afin d’obtenir des ovocytes de qualité et en grand nombre. Pour les descendants, leurs comportements seront mesurés entre 5 et 10 jours après la naissance afin d’identifier des effets précoces et entre 7 et 9 semaines afin de garantir un cerveau mature pour étudier les comportements sociaux.
Caractérisation des réseaux corticaux de la cognition spatiale et sociale par IRM chez le singe macaque
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Deux des six macaques rhésus de ce projet viennent d'un projet antérieur reposant sur la même approche, ce qui leur épargne la pose d'un implant crânien. Les quatre autres subissent une chirurgie de quatre heures pour fixer une pièce de contention sur le crâne, suivie de plusieurs semaines de convalescence, puis d'un conditionnement comportemental sous restriction hydrique. Tous passent une dizaine de périodes d'enregistrement en IRM fonctionnelle vigile, d'une à deux semaines chacune et de nouveau sous restriction hydrique, plus six sessions sous sédation, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Aucun n'est tué à l'issue, quatre étant réutilisés dans des projets de même nature et deux retournant à l'animalerie après désimplantation, ce que le porteur qualifie d'approche "très économe en termes d'individus impliqués".
Objectifs
Ce projet de recherche vise à caractériser les réseaux corticaux qui sous-tendent cognition spatiale et cognition sociale chez le singe macaque. L'objectif est double: (1) comprendre comment ces réseaux s'articulent chez le singe et (2) estimer leur degré d'homologie avec les réseaux supportant les mêmes fonctions cognitives chez l'Homme.
Bénéfices attendus
Les connaissances que ce projet dégageront doivent permettre de mieux comprendre comment cognition spatiale et cognition sociale sont implémentées chez le primate, et en quoi cette implémentation diffère entre l’Homme et le singe macaque. Il s'agit de connaissances fondamentales dont il est difficile de prévoir, par essence, la façon dont elles contribueront à améliorer la santé humaine et/ou animale. Cependant, les troubles touchant la cognition sociale et/ou spatiale chez l'Homme sont suffisament nombreux et invalidants pour justifier de faire progresser nos connaissances fondamentales dans ces domaines.
Procédures
Les 6 macaques rhesus qui participent à ce projet seront impliqués dans une unique procédure qui comporte 4 phases. Deux des animaux seront ré-utilisés d'un projet antérieur (si avis vétérinaire conforme) qui s'appuyait sur la même approche expérimentale, ils n'auront donc pas à repasser les 2 premières des 4 phases décrites ci-après: (A) Pose de la pièce de fixation de tête (n=4): implique une chirurgie d'environ 4 heures sous anesthésie et dans des conditions aseptiques, puis un suivi post-opératoire et une période de convalescence de plusieurs semaines. (B) Conditionnement comportemental (n=4): implique des manipulations quotidiennes d'acclimation à la manipulation, puis un conditionnement comportemental à une tâche de fixation s'accompagnant d'une restriction hydrique contrôlée (quelques semaines à plusiers mois selon les individus). (C) Sessions d’enregistrements IRMf vigile (n=6): implique pour chaque individus une dizaine de périodes d'enregistrement en IRMf, chacune durant entre 1 à 2 semaines. Ces périodes d'enregistrement s'accompagne d'une restriction hydrique et elles sont donc espacées d'au moins un mois pour chaque individus. (D) Sessions d’enregistrements IRMf anesthésié (n=6): implique pour chaque individus 6 sessions d'enregitrement de 45 minutes environ, sous légère sédation et hors périodes de restriction hydriques.
Impact sur les animaux
Les nuisances et effets indésirables potentiels sur les animaux impliqués dans ce projet sont: (1) le stress que peut générer la phase d'habituation à la manipulation, à la chaise à primate et à l'immobilisation de tête, (2) les conséquences de l'anesthésie (déshydratation, dépression respiratoire ou dépression du rythme cardiaque), (3) les complications post-opératoires (douleur potentielle, risques d'infection) (4) le stress et la perte de poids associés à la restriction hydrique.
Devenir
A l'issue de l'unique procédure de ce projet, il n'est prévu aucune mise à mort. Les animaux seront replacés ou réutilisés dans des projets scientifiques de même nature, selon leur âge, leur état de santé, conformément à l'avis vétérinaire qui sera émis le cas échéant.
Remplacement
Les capacités cognitives spatiales et sociales que nous cherchons à comprendre s'expriment, par essence, dans des organismes entiers en interaction avec leur environnement. Comprendre comment ces capacités se sont développées chez les primates pour culminer chez l'homme nécessite une approche comparative homme/singe seule à même de nous apprendre comment fonctionnent les réseaux cérébraux sous-jacents. L'objectif est double (1) identifier les spécificités humaines, (2) caractériser les domaines de pertinence du modèle animal pour l'étude de la cognition spatiale et de la cognition sociale. Ces objectifs scientifiques ne peuvent être atteint qu'en étudiant l'organisation anatomo-fonctionnelle du cerveau chez des singes macaques et des humains placés dans des conditions expérimentales similaires.
Réduction
Le nombre d'animaux impliqués dans ce projet (n=6) est suffisant pour appliquer des tests statistiques classiques et extraire des connaissances robustes et généralisables sur les réseaux corticaux supportant cognition spatiale et cognition sociale chez le singe macaque. Du fait de la nature faiblement invasive des approches déployées ici, les mêmes animaux participeront à tous les protocoles d’imagerie fonctionnelle et structurelle, permettant de réduire le nombre d'individus à implanter. Il est a noté que 2 des 6 animaux inclus dans ce projet sont réutilisés suite à leur implication dans un projet antérieur reposant sur des méthodes similaires à celles proposées ici. De même, aucun animal ne sera sacrifié en fin de projet. Ils seront réutilisés dans des projets de même nature si leur âge et leur état de santé le permet, ou seront désimplantés et continueront à être hébergés dans notre animalerie. Cette approche est ainsi très économe en termes d'individus impliqués.
Raffinement
Tout stress ou souffrance des animaux ayant un effet négatif sur les processus cognitifs étudiés, il convient de veiller à les diminuer au maximum. Dans le cadre de ce projet, cela passe notamment par une pose d'implant de tête sous anesthésie générale, l'utilisation d'analgésie en post-opératoire, une surveillance continue des animaux pour détecter tout signe de détresse et un conditionnement comportemental très graduel. Chacune de ses étapes est associée à un ensemble de points limites stricts qui, s'ils sont dépassés, justifieront l'arrêt temporaire ou définitif de la procédure en cours. Par ailleurs, une grande attention est portée à l'environnement de nos animaux, avec des enclos de 4 individus permettant les interactions sociales dans un milieu spacieux et enrichis (perchoirs, lianes, jouets, etc). Des bassines sont aussi présentes dans les enclos quand les animaux en restriction hydrique n'y sont pas. Tout sera mis en oeuvre pour minimiser les nuisances sur les animaux impliqués dans ce projet. Notre recul de 10 ans dans l'emploi de ces approches expérimentales nous permet d'affirmer que leur impact négatif sur la santé des animaux est généralement minime et réversible. Le stress potentiel engendré par la manipulation des animaux et leur contention est réduit au maximum par une acclimatation lente et progressive à ces manipulations. Le stress hydrique potentiel durant les phases de conditionnement ou d'enregistrement est contrôlé de façon fine (évolution du poids, de la prise alimentaire, screening comportemental, complémentation hydrique éventuelle pour assurer les besoins journaliers). Enfin, si la pose d'une pièce de fixation est généralement très bien tolérée par les animaux, nous veillons à prévenir toute infection éventuelle autour de cette pièce par des nettoyages fréquents (une fois par semaine en général et plus si nécessaire).
Choix des espèces
Le singe macaque est un modèle central en Neurosciences Intégratives de par ses similitudes comportementales et cérébrales avec l'Homme et sa facilité de conditionnement sur des tâches cognitives complexes. Beaucoup de nos connaissances sur le cerveau proviennent d'études invasives menées sur ce primate. Avec l'avènement des techniques d'imagerie fonctionnelle chez l'Homme, puis leur implémentation chez le singe, il est devenu possible d'adresser la question des homologies interspécifiques de façon directe et ainsi de baser le transfert de connaissances sur des bases plus solides. Ces 2 espèces de primate ayant divergées il y a environ 25 millions d'années, le modèle singe offre de plus l'opportunité d'interroger d'un point de vue évolutif les substrats corticaux qui ont rendu possible l'émergence de certaines spécificités humaines liées à la cognition spatiale et/ou sociale (manipulation d'outils, hypersocialité, langage, etc.). Les animaux utilisés doivent avoir atteint l'âge adulte pour éviter des problèmes potentiels quand l'implant de tête est posé alors que le crâne n'a pas fini sa croissance. Ils ne doivent pas être trop vieux pour minimiser les risques liés à l'anesthésie et éviter la variabilité potentielle d'un déclin cognitif lié à l'âge.
Développement d’une technique de radiochirurgie par fractionnement spatial des rayons X : étude préclinique dans un modèle d’épilepsie mésio-temporale chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour tester une irradiation par rayons X fins comme alternative à la chirurgie de l'épilepsie, 94 souris sont rendues épileptiques par injection d'une molécule dans le cerveau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie de quinze minutes, des IRM et une irradiation pouvant durer une heure, une seconde chirurgie de trente minutes pour implanter des électrodes, puis des enregistrements de trois heures toutes les deux semaines pendant huit mois. Le cycle reproducteur des femelles est évalué seize jours de suite, ce que le porteur reconnaît comme une source de stress répété. Toutes sont tuées pour prélever les cerveaux, une perte de poids supérieure à 20 % déclenchant l'apport d'un gel hypercalorique.
Objectifs
Une grande partie des patients épileptiques souffrent d’un type de la maladie qui est résistante aux médicaments. Cette forme d’épilepsie est caractérisée par des crises et est souvent associée à plusieurs troubles de la mémoire et de l’apprentissage. La chirurgie permet d'enlever la partie du cerveau malade qui génère les crises, mais c’est une opération qui présente certains risques et peut générer des effets secondaires. Nous étudions différentes formes de rayons X afin de développer une thérapie alternative sans avoir besoin d’ouvrir la boîte crânienne. Nous proposons d’utiliser un appareil qui permet d’appliquer des rayons X semblables à ceux actuellement utilisés en clinique humaine, mais aussi avec des faisceaux plus fins et moins nocifs, afin d'évaluer l’effet des différentes formes de rayons X. Ces expériences sont cruciales pour transférer la technologie des rayons X en faisceaux plus fins dans la pratique clinique. En démontrant sa faisabilité et son efficacité en tant que traitement non invasif de l'épilepsie pharmacorésistante, nous avons pour ambition de fournir une preuve de concept préclinique pour une application thérapeutique à l’horizon de 2030.
Bénéfices attendus
Aujourd’hui, les patients souffrant de certains types d’épilepsie répondent mal aux traitements pharmacologiques classiquement prescrits. Le meilleur traitement reste la chirurgie de retrait de la zone du cerveau malade après ouverture de la boîte crânienne. Malgré un taux d'efficacité de 60%, cette technique présente de nombreux risques, tels que des infections et des troubles de la mémoire et de l’apprentissage. De plus en plus de patients sont réticents à cette méthode. Il est donc nécessaire de trouver des traitements alternatifs efficaces et non invasifs. Notre étude par irradiation avec des rayons X plus fins que ceux utilisés actuellement permettrait de développer une nouvelle méthode de traitement, plus efficace que la chirurgie, non invasive, avec moins d’effets secondaires et une durée d’hospitalisation moindre.
Procédures
Les souris subiront dans un premier temps une chirurgie d’environ 15 min visant à les rendre épileptiques, par injection d’une molécule dans une région précise du cerveau. Des IRM seront effectuées pendant une durée n’excédant pas 60 minutes. L’irradiation dure moins de 60 minutes. Afin de mesurer les effets de l’irradiation sur les crises, des électrodes intra-cérébrales seront positionnées (chirurgie d’environ 30 min). Les souris seront ensuite soumises à un enregistrement de leurs crises pendant 3 heures toutes les deux semaines pendant 8 mois après irradiation afin de vérifier l’efficacité et la stabilité du traitement. De plus, des tests évaluant le comportement des animaux seront effectués 4 et 8 mois après l’irradiation. Le cycle menstruel des souris femelles sera également évalué de manière répétée pendant 16 jours consécutifs.
Impact sur les animaux
Cette étude se déroule sur plusieurs mois et peut comporter certains effets indésirables pour les animaux. La première étant l’épilepsie. Les animaux font essentiellement des crises partielles qui ne présentent pas de signes de douleurs apparentes lors de leur déclenchement, et qui sont indolores chez l’homme. Certaines souris peuvent présenter des crises convulsives occasionnellement, qui peuvent entraîner un stress et des douleurs musculaires. Après les chirurgies, les souris peuvent ressentir des douleurs et potentiellement des problèmes pour se nourrir et s’hydrater pendant les premières 24 heures. Les souris épileptiques sont plus réactives et doivent être hébergées séparément pour éviter tout conflit entre individus et/ou une altération possible de l’électrode. Il est possible que les souris subissent un léger stress lors des déplacements vers les salles expérimentales. Après irradiation, il est possible que les souris présentent des effets indésirables comme une perte de poids et une perte de poil au niveau de la zone irradiée. Le cycle menstruel des souris femelles sera également évalué de manière répétée pendant 16 jours consécutifs, ce qui peut induire un stress répété.
Devenir
A l'issue de chaque procédure, les animaux seront mis à mort afin de prélever les cerveaux et d’observer au niveau structural et cellulaire les effets de la radiothérapie.
Remplacement
Actuellement, aucun modèle alternatif ne permet de remplacer l'utilisation d'animaux pour étudier ce type d’épilepsie. Il n’existe aucun modèle in vitro ou sur ordinateur qui permette de mettre en évidence ce type d’épilepsie dans le cerveau, ni de le traiter par irradiation. Le modèle de souris choisi pour cette étude est reconnu dans la littérature pour reproduire la pathologie chez l’homme : crises spontanées, perte des neurones, inflammation du tissu nerveux, modification de l'architecture neuronale du cerveau, résistance aux traitements antiépileptiques, autres symptômes de la maladie.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaire est calculé en fonction de notre connaissance de ces procédures et des analyses statistiques des résultats qui seront utilisées. Grâce à une approche statistique, le nombre d'animaux sera limité au nombre minimum nécessaire par groupe sans compromettre les objectifs du projet.
Raffinement
Toutes les procédures (chirurgie pour l’épilepsie, IRM, chirurgie d’implantation de l’électrode, irradiation) sont réalisées sous anesthésie générale et analgésie pour minimiser la douleur et le stress de l’animal. Pendant les premières 48h post-chirurgies et irradiation, des croquettes seront placées directement dans la cage, et un suivi journalier du poids et de l’état général de l’animal sera effectué. L’état de santé des animaux sera surveillé tout au long du projet, pendant et entre les procédures, et une échelle de douleur nous permettra d’intervenir rapidement par l’administration d’analgésique ou la mise à mort de l’animal. Du gel hypercalorique et appétent sera donné en cas de perte de poids constatée (plus de 20%). De plus, la manipulation des animaux sera faite de manière douce pour éviter un stress supplémentaire. Des sessions d’habituation (aux expérimentateurs, salles de comportement) seront également effectuées.
Choix des espèces
Le modèle d’épilepsie chez la souris que nous utilisons est actuellement un modèle de référence, parmi les plus proches des conditions observées chez l’homme. Des animaux adultes âgés de 8 semaines seront utilisés dans ce projet. Le modèle a été développé chez des animaux de cet âge afin de travailler sur un cerveau mature qui restera stable tout au long des procédures.
Etude de l’architecture fonctionnelle thalamocorticale dans la prise de décision adaptative
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
408 rats vont être utilisés, chacun soumis à des sessions de tâche comportementale de vingt minutes à une heure quinze par jour pendant quatre mois, sous un rationnement alimentaire qui maintient leur poids à 90 ou 95 % du poids initial pendant trois mois. Une partie d'entre eux subit une chirurgie cérébrale d'une heure et demie, avec injection de composés et implantation à demeure d'une fibre de verre. Tous seront tués pour vérification histologique, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Le porteur décrit la faim ainsi entretenue comme une "légère sensation" garantissant la motivation, et renvoie les retombées pour les pathologies mentales à une "perspective translationnelle".
Objectifs
La prise de décision est un processus essentiel du comportement humain. Ce processus complexe nécessite d’apprendre de son environnement afin d’emmagasiner des connaissances mais également de s’adapter aux changements. Une prise de décision adaptée nécessite ainsi un équilibre entre les comportements d’exploitation (utilisation des connaissances acquises) et d’exploration (recherche d’options plus favorables) qui peuvent être fidèlement modélisés chez le rat afin d’en établir les bases neurales. Le projet vise à étudier les circuits cérébraux qui permettent une prise de décision adaptée dans un environnement changeant chez le rat. Nous souhaitons dans ce projet étudier la connectivité de voies connues pour être impliquées dans la prise de décision mais dont le rôle précis n’est pas encore décrit. Dans un premier temps nous réaliserons une étude descriptive de la connectivité entre les différentes régions, puis nous testerons leur implication fonctionnelle en procédant à des déconnexions réversibles, afin de déterminer leur rôle précis.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de préciser la connectivité des voies impliquées dans la prise de décision ainsi que de préciser le rôle d’une population neurone de cette voie. Une hypothèse majeure actuelle est que la prise de décision mal adaptive qui caractérise un grand nombre de pathologies mentales (par exemple la schizophrénie) est associée à un syndrome de dysconnectivité de ces régions, ce projet fondamental a donc une claire perspective translationnelle.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à une tâche comportementale dont les sessions durent entre 20mn et 1h15 par jour pour une durée maximale de 4 mois. Ils seront soumis également à un rationnement alimentaire léger (permettant de conserver 90-95% de leur poids initial) qui durera maximum 3 mois. Les animaux de la procédure 2 subiront une chirurgie d’injection intra cérébrale de composés et d’implantation à demeure d'une fibre de verre très fine d’une durée maximale d’une heure et demie.
Impact sur les animaux
Les chirurgies du cerveau présentent un risque de diminution du bien-être animal dans les moments/jours qui suivent la chirurgie (inconfort, fatigue et parfois douleur). Afin de garantir la motivation des animaux pour la tâche comportementale ils seront mis en régime alimentaire spécifique (90 à 95% de maintien du poids), ce qui impacte très peu leur bien-être (légère sensation de faim garantissant la motivation des animaux à obtenir une récompense alimentaire). Certains animaux recevront des injections d’un produit ne provoquant pas de douleur. L’animal subit ainsi une restriction de mouvements ainsi que l’introduction d’une aiguille, l'ensemble peut provoquer un léger stress ainsi qu'une légère douleur.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure afin de procéder aux vérifications histologiques et à l'étude de marqueurs neuronaux
Remplacement
Etudier le fonctionnement du cerveau, et dans notre cas la prise de décision ne peut, par définition, s’étudier que chez des organismes entiers. L’approche expérimentale chez l’homme n’autorise pas la manipulation fine des circuits neuronaux qui est nécessaire à la compréhension de leur fonctionnement. De même, les approches alternatives faisant appel à la modélisation sont utiles mais restent complémentaires des approches expérimentales sur les animaux qui permettent de valider ces modèles.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés par groupe a été calculé comme étant le nombre minimum nécessaire pour être en mesure de mettre en évidence une différence statistique significative sur les paramètres étudiés grâce à l’utilisation de tests robustes. Ainsi, 12 animaux par groupe seront nécessaires. Cependant le nombre de groupes pourra être réduit en cours de projet : si une des voies étudiées ne montre pas de résultats significatifs sur les premiers lots elle ne sera pas étudiée sur les lots suivants.
Raffinement
Le bien-être animal étant essentiel pour garantir des données comportementales exploitables, toute souffrance sera évitée. Les animaux bénéficieront d’un enrichissement adapté (matériel de nidification, tunnel et barre à ronger) et seront hébergés en cage collective, même après les chirurgies. Les protocoles de chirurgie ont été optimisés afin de garantir des conditions optimales (analgésie centrale, locale, gel oculaire, tapis chauffant, scoring post-opératoire). Des points limites généraux et spécifiques ont été identifiés et des mesures conservatoires mises en place afin de permettre une prise en charge optimale de la douleur et de l’inconfort.
Choix des espèces
D’une façon générale les rongeurs sont un bon modèle d’étude du système nerveux. Les principes fonctionnels à l’œuvre dans ces circuits sont transposables à l'homme. De plus, de nombreuses épreuves comportementales spécifiques permettent de modéliser chez le rat des aptitudes cognitives complexes. Les animaux utilisés pour ce projet seront des jeunes adultes âgés d’environ 3 mois au début des expériences afin de limiter la variabilité de taille entre individus.
Étude d’une rectification du statut vitaminique dans le cadre de l’inflammation intestinale et de troubles psychiques induits par une carence précoce en vitamines B9 & B12 (lien intestin-cerveau)
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système nerveux
Carencées en vitamines B9 et B12 un mois avant l'accouplement et jusqu'au sevrage, quinze rates reproductrices donnent naissance à 50 femelles qui reçoivent des injections tous les deux jours, de 21 à 60 jours d'âge. Les 65 rats seront tous tués pour prélèvements de tissus, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. L'objectif déclaré est de vérifier si une supplémentation vitaminique corrige les comportements de type dépressif observés chez la descendance lors d'une thèse antérieure, avec l'imipramine comme comparateur. Le porteur annonce neuf tests comportementaux répartis sur six semaines et ne nomme que le test de la nage, dont il indique avoir ramené la durée de dix à cinq minutes.
Objectifs
Ce projet fait suite aux résultats obtenus lors des travaux d’une thèse récente où nous avons montré que la descendance de mères carencées en vitamines B9 et B12 pendant la gestation et la lactation, présentait des comportements de type dépressif, une augmentation de l’anxiété ainsi qu’une diminution des interactions sociales. Par ailleurs, les femelles semblent plus sensibles et nous avons montré une corrélation des mécanismes biologiques interstinaux et du cerveau. Les mâles eux, ne présentaient que très peu des paramètres biologiques modifiés. Fort de ces résultats, ce projet vise donc à évaluer l’intérêt d’une compensation vitaminique B9/B12. L’hypothèse est d’observer une compensation, puis un rééquilibrage des mécanismes intestinaux et cérébraux, en parallèle d'une diminution des symptômes liés aux troubles psychiques, et de proposer une alternative aux traitements pharmacologiques. Cette évaluation sera comparée notamment avec un traitement de référence « anti-dépresseur » pharmacologique (l’imipramine). Nous proposons de nous concentrer dans un premier temps sur les femelles, en raison de la présence chez elles (au contraire des mâles) de l’ensemble des marqueurs qui suggèrent ces mécanismes. Ce projet de courte durée est tout à fait pertinent pour une étude de niveau Master; mais nous prévoyons déjà d’investiguer les mâles dans un projet plus conséquent (Doctorat de trois ans) en parallèle de l’investigation d’autres mécanismes suggérés par nos travaux récents.
Bénéfices attendus
Du fait qu'il est établi un lien fort entre des troubles de l’humeur (stress, anxiété…) ou encore des maladies psychiques (dépression, autisme…) et la prévalence concomitante de troubles intestinaux chroniques inflammatoires, les bénéfices attendus sont (1) l’éventualité de traiter certains patients par une voie non-pharmacologique et (2) de proposer un nouvel axe mécanistique pour les patients non-répondeurs aux traitements classiques qui ne prennent pas en compte les aspects intestinaux dans les troubles psychiques.
Procédures
Des femelles adultes reproductrices seront soumis à une carence alimentaire en vitamines B9 et B12 un mois avant l'accouplement et jusqu'à la fin de l'allaitement, mais celle-ci n’engendre pas de nuisance physique notable d’après nos précédentes études de mêmes type au laboratoire. Les rats descendants des mères reproductrices seront soumis à des injections répétées tous les deux jours de 21 jours à 60 jours d'âge, mais de très courtes durée (quelques secondes). Ces descendants subiront aussi deux prélèvements sanguins à 21 jours et 60 jours d'âge, sous anesthésie pour un recueil d’un petit volume (quelques gouttes ce prélèvement dure moins d'une minute). Les descendants passeront neuf tests comportementaux observationnels dans des dispositifs simples standardisés et déjà connus et maîtrisés. Chaque test est court de 2 à 5 minutes maximum et ils sont répartis de 19 jours à 60 jours d'âge. Ces tests comportementaux ont pour objectif l'évaluation des capacités locomotrices, cognitives et psychiques (stress, anxiété et marqueurs de dépression).
Impact sur les animaux
Les injections sur les individus peuvent être considérées comme inconfortables, cependant elles sont de très courtes durée (quelques secondes). Les prélèvements sanguins peuvent être considérés comme inconfortables mais ces prélèvements seront effectués sous anesthésie et le recueil ne sera que d’un petit volume (quelques gouttes). Les animaux passeront des tests comportementaux standardisés en neurobiologie. Ils sont observationnels plutôt que interventionnistes sur l’animal et ne génèrent pas ou très peu de stress ou inconfort. Seul le test de la nage peut générer un stress ponctuel, mais il a été aménagé par rapport à la description originelle de ce test (réduction du temps total de 10 minutes vers 5 minutes et empêchement total de tout effet physique ou psychique négatif majeur).
Devenir
Les 15 mères reproductrices seront euthanasiées pour prélèvements tissulaires au sevrage de leurs descendants. Les 50 descendants femelles objet de l'étude seront euthanasiées pour prélèvements tissulaires à 61 jours d'âge.
Remplacement
Ce projet est centré sur les mécanismes biologiques de communication entre cerveau et intestin, aussi il n’est pas possible d’investiguer par un autre moyen que des animaux vivants. Une approche globale sur "animal entier" est nécessaire pour étudier la dynamique et l’intégralité du dialogue intestin-cerveau
Réduction
De précédents travaux sur le même sujet indiquent que les femelles sont particulièrement affectées par les mécanismes intestinaux perturbant le fonctionnement cérébral en lien avec l’anxiété et la dépression. Aussi, nous proposons de ne travailler dans un premier temps que sur des femelles (réduction du nombre de lots et donc d’individus). Les mâles présentent également quels marqueurs biologiques dérégulés, mais pas dans les mêmes proportions que les femelles. Les résultats issus du présent projet pourront orienter nos hypothèses pour les mâles et nous proposerons l’étude sur les mâles à l’issu du présent projet. Afin d’évaluer le nombre de rats nécessaires pour ce projet nous utilisons un logiciel spécifique, qui permet un calcul prédictif au plus juste scientifiquement. 5 groupes expérimentaux seront comparés entre eux, et nous obtenons par calcul un effectif total de 50 animaux; d’où 10 rats femelles par groupe. A ceci s'ajoutent 15 femelles adultes reproductrices qui génèreront les 50 animaux de l'étude.
Raffinement
Dès leur réception, les animaux auront une période d’acclimatation de deux semaines pour s’adapter à leur nouvel environnement. Ils seront hébergés dans une animalerie dotée de la régulation de tous les paramètres nécessaires (température, hygrométrie, filtration de l’air, …) à leur bien-être. Un enrichissement des conditions d'hébergement est prévu avec buchettes de bois et du papier absorbant pour faire un nid. Un suivi quotidien sera effectué pendant toute la procédure et jusqu’à la mise à mort. Les points limites considérés seront : Les points limites sont fixés selon une grille d'évaluation des signes de mal-être établie dans notre EU et validée par notre vétérinaire référent (isolement, yeux fermés, dos voûté, poils hérissés, immobilité, perte de poids de plus de 20% du poids corporel total ou de 15% entre deux pesée consécutives, déshydratation, yeux et abdomen creux). Les animaux seront anesthésiés sous isofluorane (3,5% induction, 5% maintien) préalablement à l’euthanasie.
Choix des espèces
Le projet de recherche nécessite le recours à des analyses physiologiques, cellulaires, biochimiques et moléculaires en lien avec des régimes nutritionnels spécifiques. Les rats sont classiquement utilisés pour la recherche sur la physiologie et le métabolisme. De plus, il a été montré dans la littérature que les rats constituent un bon modèle d’étude de l’axe intestin-cerveau notamment pour l’étude des troubles psychiques (stress, dépression et anxiété) et de l’hypersensibilité intestinale. Les femelles adultes génitrices seront reçues du fournisseur entre 6 et 8 semaines d'âge et gardées jusqu'au sevrage de leurs descendants, puis mises à mort pour prélèvements tissulaires. Les descendants objet principaux de l'étude seront suivis de leur naissance jusqu'à 61 jours d'âge, puis mis à mort pour prélèvements tissulaires.
Etude des conséquences des perturbations de la dynéine1 dans la rétine de souris EU1/2
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système nerveux
Amputées de l'extrémité de la queue dans leur première semaine de vie et sans analgésie, génotypées, puis suivies par électrorétinogramme, fond d'œil et tomographie sous anesthésie, les souris de la lignée Loa sont transportées jusqu'à neuf fois entre deux établissements. D'autres subissent une laparotomie sur femelle gestante pour injecter l'œil des embryons dans l'utérus, avec un risque d'avortement, de saignements et d'infection de la plaie, ou une injection sous la rétine au stade nouveau-né. 1 359 souris vont être utilisées, dont 46 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et les autres en souffrance légère. Les souris Loa portent une mutation qui provoque une ataxie des pattes arrière et un poids inférieur de 10 à 20 % à celui des témoins, et toutes sont tuées en fin de projet pour prélever les tissus de la rétine, jamais étudiée jusqu'ici chez cette lignée.
Objectifs
La mutation d’un gène de protéine de transport dans l’œil de souris et du poisson-zèbre perturbe le fonctionnement de la rétine, notamment en entraînant la perte de cellules photosensibles appelées les photorécepteurs. Ces données suggèrent l’importance de ce gène dans l’intégrité de la rétine. Chez l'homme, des mutations de ce gène sont responsables d’une maladie appelée dynéinopathie qui se caractérise par un déficit dans le développement du système nerveux, soit au niveau des membres inférieurs (déficits locomoteurs), soit du cerveau. Environ 30% des patients présentent également des déficits visuels dont certains sont liés à des anomalies de la rétine. Une mutation spontanée de ce gène a été décrite chez la souris (nommée Loa). Cette mutation est similaire à celle retrouvée chez l'homme. Les souris Loa manifestent des déficits au niveau des membres (sans impacter sa capacité à se reproduire, s’alimenter…), qui sont similaires à ceux observés chez les patients. Chez ces souris, d'autres anomalies ont été également rapportées dans le cerveau. Cependant, l'œil, notamment la rétine, de ces souris n'a jamais été étudié. L'objectif du projet, qui se déroulera dans 2 établissements distincts, est divisé en 3 parties : 1/ amplifier et maintenir une lignée de souris Loa, 2/ étudier aux niveaux cellulaire et fonctionnel les rétines de souris Loa, et 3/étudier le rôle de ce gène à différents stades de développement de la rétine de souris sauvage à l’aide d’un traitement pharmacologique contre la protéine de transport. La comparaison des résultats entre les différentes souris fournira les premières données sur l’intégrité de la rétine des souris Loa et une meilleure compréhension du rôle de ce gène dans la régulation des fonctions rétiniennes.
Bénéfices attendus
L’implantation, sur site (EU1), d’une lignée de souris atteinte de déficits dans le développement du système nerveux, telle que la lignée Loa, permettra aux équipes de chercheurs de caractériser pour la première fois, les effets, spécifiquement in vivo, d’une mutation du gène de cette protéine de transport dans les processus du développement de la rétine. De la même manière, l’administration d’un traitement pharmacologique contre cette protéine directement dans la rétine de souris permettra d'étudier pour la première fois les effets, spécifiquement in vivo, de l'inhibition de cette protéine à différents stades de développement de la rétine. La comparaison des résultats entre les différentes souris et conditions de traitement devrait donc contribuer à une meilleure compréhension du rôle de cette protéine dans la régulation des fonctions rétiniennes, et à plus long terme au développement de nouvelles thérapies pour les patients souffrant d’anomalies de l'œil, notamment de la rétine.
Procédures
Pour les souris de la lignée Loa, la mutation du gène sera vérifiée en analysant l’ADN à partir d’un prélèvement de tissu effectué sur chaque animal vigil dans sa première semaine de vie. Un suivi ophtalmologique des souris Loa sera réalisé sur animaux anesthésiés à l'aide de trois méthodes non invasives: l'électrorétinogramme (ERG), l'observation du fond d'œil (FO ) et la tomographie par cohérence optique (OCT, durée ), les deux dernières étant réalisées dans l'EU2. Ces techniques sont identiques à celles utilisées chez l’homme lors d’une évaluation ophtalmologique. Elles n'impliquent aucune intervention chirurgicale et durent entre 15 et 60 minutes. Pour réaliser les injections dans l'œil des embryons en place dans l’utérus (technique appelée injection in utero), des femelles gestantes de souris sauvages sont placées sous anesthésie générale et locale (durée
Impact sur les animaux
Le prélèvement tissulaire nécessaire pour caractériser génétiqueme,nt les nouveaux-nés entraîne un inconfort/une douleur aigue légère. La laparotomie sur femelle gestante peut induire des douleurs abdominales et des complications post-opératoires (avortement, saignements vaginaux ou de la plaie, inflammation de la suture, infection de la plaie, plaie ouverte). L’injection in utero dans l’œil d’embryons n’engendre, en général, aucune lésion ni altération rétinienne. L’injection sous-rétinienne chez les souriceaux n’engendre aucune lésion ni altération de la rétine . Lors du transport vers l'EU2 (
Devenir
A la fin du projet tous les animaux auront été mis à mort afin de prélever les tissus qui seront utilisés pour réaliser les analyses cellulaires et moléculaires.
Remplacement
Pour cette étude, l’animal ne peut être substitué par aucun modèle in vitro existant à ce jour. En effet, les modèles actuels ne permettent pas de recréer la complexité du système visuel dans son intégralité, c’est-à-dire depuis la détection de la lumière jusqu’aux réponses fonctionnelles. Néanmoins, l'effet d’une inhibition pharmacologique de Dync1h1 (et de son solvant) a été étudié in vitro sur des cultures de cellules rétiniennes murines. Nos résultats montrent une altération du transport des lysosomes après 24h de traitement avec l'inhibiteur.
Réduction
Pour cette étude exploratoire, nous utiliserons au maximum 1359 animaux. Cet effectif a été estimé à l'aide d'analyses statistiques. Ce nombre pourra être réduit de deux manières : d’une part via une approche d’inclusion progressive dans le suivi ophtalmologique, et d’autre part via des études pilotes visant à mettre en évidence des déficits potentiels de la rétine. Par ailleurs, la période de gestation chez la souris est courte et le nombre d’embryons important, ce qui permet de générer un nombre d’animaux suffisant pour plusieurs expériences à partir de peu de fondateurs. De plus, nous pouvons comparer les animaux mutants avec leurs conspécifiques (+/+) issus des mêmes portées. L'avantage de la technique d'injection dans un organe pair tel que l'œil permet de réduire de moitié le nombre d'animaux. De plus, le nombre d'animaux est considérablement réduit grâce à la réalisation d'examens ophtalmologiques non invasifs permettant un suivi longitudinal sur le même animal. Enfin, le nombre d'animaux pourra être réduit si les résultats des études pilotes ne montrent pas de déficits rétiniens.
Raffinement
Les animaux en accouplement sont en trio continu ou une nuit, puis séparés si un accouplement est avéré. Les femelles gestantes et leurs portées ont une alimentation enrichie de la lactation au sevrage. La caudectomie réalisée dans la 1ère semaine de vie ne nécessite pas d'analgésie. Le stress et l'hypothermie sont diminué par un retour rapide à la mère et une lampe chauffante, respectivement. Zootechniciens et expérimentateurs font un suivi hebdomadaire pour alerter des premiers signes de dégradation du bien-être en portant attention à l'état général et comportemental. En cas de changements, des aliments humides sont mis dans la cage. En cas de douleur manifeste, l’animal est mis à mort. L'intervention sur femelles gestantes se fait sur tapis chauffant pour limiter l'hypothermie et sous anesthésie gazeuse et locale associée à une analgésie per- et post-opératoire. L’injection sous-rétinienne se fait sur animal placé sous anesthésie gazeuse et locale et sur tapis chauffant pour éviter l’hypothermie. Pour le transport entre les 2 EU (
Choix des espèces
Les souris Loa sont atteintes d'une mutation identique à une mutation décrite chez l'homme et qui mime parfaitement le déficit locomoteur, symptôme caractéristique. Ce modèle animal est reconnu comme modèle idéal permettant d'étudier les effets de la mutation humaine. De plus, chez la souris, la période de gestation est courte et le nombre d’embryons important, ce qui permet de générer un nombre d’animaux suffisant pour plusieurs expériences à partir de relativement peu de fondateurs. Etant donné que la rétine n'a jamais été étudiée chez les souris Loa, nous analyserons plusieurs stades: embryonnaire (photorécepteurs immatures), postnatal (quand les photorécepteurs sont matures et fonctionnels), 1 mois (jeune), 2 mois (maturité sexuelle), 4 mois (jeune adulte), 6 mois (adulte) et 12 mois (âgé).
Développement d’une nouvelle stratégie de thérapie ciblée
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
768 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit deux injections directement dans le cerveau au cours d'une intervention d'environ une heure sous anesthésie, puis trois prélèvements sanguins, avant une chirurgie terminale deux, six ou douze mois plus tard pour prélever le cerveau. Le porteur signale une douleur possible à la tête ou à la mâchoire pendant une douzaine d'heures après l'opération, un risque d'infection de la plaie et un risque faible que l'injection perturbe des connexions cérébrales. Le même RNT annonce une approche capable de "révolutionner" la prise en charge de l'autisme et des épilepsies, et affirme que la mise à mort en fin de protocole "garantit" que les animaux ne subissent aucune souffrance prolongée.
Objectifs
Ce projet a pour but de développer un nouveau type de traitement, capable de transporter des gènes réparateurs directement là où le corps en a besoin, notamment dans le cerveau. Ces traitements pourraient aider à soigner des maladies graves, actuellement sans solution efficace. Nous travaillerons en collaboration avec des experts de l’industrie pour garantir que ces traitements soient à la fois sûrs, efficaces et adaptés à une utilisation chez l’humain. Objectifs du projet : • Créer des traitements intelligents : concevoir un système capable de délivrer les gènes de manière précise. • Cibler des maladies du cerveau : utiliser ce système pour traiter certaines maladies neurologiques. • Améliorer la sécurité : éviter les effets secondaires, comme les réactions immunitaires. • Respecter les normes : s’assurer que tout respecte les règles de sécurité pour une future application chez l’homme. • Mieux comprendre leur action : étudier comment ces traitements fonctionnent dans le corps pour les améliorer. Ce projet allie science et technologie pour ouvrir la voie à de nouveaux traitements contre des maladies complexes, en toute sécurité.
Bénéfices attendus
1. De nouveaux outils pour traiter les troubles neurologiques et du développement. Ce projet vise à développer des traitements ciblant spécifiquement le cerveau pour corriger les altérations causées par le mauvais fonctionnement de certains gènes dans les troubles neurologiques, neurodégénératifs et neurodéveloppementaux. Son objectif principal est de rétablir le fonctionnement normal des neurones en s'attaquant directement à la cause génétique profonde de ces pathologies. 2. Un pas vers la thérapie. Les résultats prometteurs de ces recherches pourraient ouvrir la voie à des essais cliniques et, à l'avenir, au développement de thérapies géniques personnalisées adaptées aux besoins spécifiques de chaque patient. 3. Transformer le traitement des maladies neurologiques. Cette approche innovante pourrait révolutionner la prise en charge de pathologies telles que les troubles du spectre autistique, les épilepsies, les maladies neurodégénératives et d'autres troubles du développement liés à un dysfonctionnement génétique. Ce faisant, elle permettrait non seulement d'améliorer considérablement la qualité de vie des patients, mais aussi d'offrir un nouvel espoir à ceux qui sont confrontés à ces maladies actuellement incurables.
Procédures
Toutes les souris recevront deux injections intracérébrales (1 fois) sous anesthésie, une procédure d’environ une heure. À 2, 6 ou 12 mois après les injections, une chirurgie terminale sous anesthésie sera réalisée pour le prélèvement du cerveau, une procédure d’environ dix minutes. De plus, chaque souris fera l’objet de trois prélèvements sanguins répartis sur la durée du projet, une procédure d’environ 3 minutes.
Impact sur les animaux
Douleur et inconfort après l'opération. Les animaux peuvent ressentir une légère douleur au niveau de la tête ou de la mâchoire pendant environ 12 heures après l'opération. Stress associé à la manipulation, risque d'infection. Bien que tout soit fait dans des conditions stériles, il existe un petit risque d'infection au point d'injection. Réactions locales à la plaie. La petite plaie à la tête pourrait s'infecter ou s'enflammer. Risque pour les connexions neuronales. Il existe un très faible risque que l'injection perturbe d'importantes connexions cérébrales, ce qui pourrait affecter certains mouvements.
Devenir
Dans cette étude, tous les animaux seront euthanasiés avec un chirugie terminale sous anesthésie à la fin de la procédure. Cette étape est nécessaire pour permettre l’analyse approfondie de leurs organes, notamment du cerveau, afin de mieux comprendre les mécanismes biologiques étudiés. Ces analyses, réalisées selon des techniques histologiques précises, sont indispensables pour obtenir des résultats fiables et avancés, contribuant ainsi à la recherche scientifique et médicale. Cette approche garantit également que les animaux ne subissent aucune souffrance prolongée, en accord avec les principes de bien-être animal et les réglementations en place.
Remplacement
Malgré les efforts continus pour développer des modèles alternatifs, l'utilisation de souris reste indispensable dans les études sur les maladies neurologiques, en raison de la complexité des processus biologiques impliqués et de la nécessité d'examiner ces mécanismes au sein d'un organisme vivant. Bien que les cultures de cellules souches neurales et les organoïdes cérébraux fournissent des informations précieuses sur les réseaux neuronaux, ils ne reproduisent pas entièrement le microenvironnement cérébral complexe, en particulier les interactions cruciales entre les différents types de cellules. Ces interactions sont essentielles pour comprendre les altérations des réseaux neuronaux dans des conditions telles que l'épilepsie ou certains comportements associés aux troubles du spectre autistique. Les progrès de la modélisation informatique permettent des simulations utiles de certains aspects des réseaux neuronaux, mais ces modèles sont limités par des données restreintes et la complexité des mécanismes neuronaux. Les souris, bien qu'elles ne reproduisent que partiellement les comportements et les altérations des réseaux humains, sont particulièrement utiles dans leurs versions génétiquement modifiées pour des gènes spécifiques. Ces modèles constituent une base précieuse pour l'étude du rôle de certaines protéines, permettant aux chercheurs de tester comment moduler ou restaurer l'expression des gènes dans le cadre de pathologies telles que l'épilepsie ou l'autisme, et ainsi de mieux comprendre des mécanismes similaires chez l'homme et de développer des traitements potentiellement plus efficaces. Dans le cadre de ce projet, nous évaluerons d'abord chaque vecteur viral en culture cellulaire pour nous assurer qu'il exprime correctement les protéines. Seuls les vecteurs qui passent ce contrôle de qualité en culture seront ensuite utilisés sur des animaux vivants, ce qui réduira la nécessité d'utiliser des modèles animaux uniquement lors des étapes cruciales de validation.
Réduction
Nous avons utilisé des tests statistiques qui te permettent de réduire le nombre d'animaux à 8 par groupe pour garantir des résultats fiables et statistiquement valables. Étant donné que nous incluons des animaux mâles et femelles et que nous comparons des conditions différentes. Cette approche nous permet d'utiliser le moins d'animaux possible tout en maintenant la validité scientifique de nos résultats.
Raffinement
Tout au long du projet, toutes les mesures nécessaires seront mises en œuvre pour éviter tout impact négatif sur le bien-être des animaux. L'expérience respectera les impératifs éthiques, en intégrant des méthodes d'hébergement appropriées, l'enrichissement de l'environnement et la prévention de toute douleur, inconfort, stress ou détresse des animaux. Ils sont placés dans la cage avec une maison en carton, de la laine de coton et une roue d'exercice, afin de répondre à leurs besoins physiologiques et comportementaux. Les animaux seront surveillés quotidiennement et leur poids sera vérifié une fois par semaine. Des anesthésiques et des analgésiques seront utilisés pendant les procédures pour réduire la douleur. Après les procédures, de la nourriture gélifiée et de l'eau seront placées sur le sol pour faciliter l'alimentation. Enfin, des points limites précis ont été établis pour suivre de près les effets des interventions. Les animaux présentant l'un des points limites ou un score supérieur à 15 dans ce tableau seront systématiquement euthanasiés.
Choix des espèces
L’objectif principal de ce projet est de développer un nouveau traitement. Avant d’y parvenir, nous devons d’abord tester la sécurité et l’efficacité de notre vecteur viral chez des souris. Nous utilisons de jeunes souris adultes âgées de 2 à 3 mois, car elles offrent plusieurs avantages. À cet âge, leur cerveau est complètement formé et elles sont en bonne santé, ce qui garantit des résultats fiables. Leur crâne est également suffisamment stable pour permettre des injections précises dans les régions spécifiques du cerveau. Cela nous aide à analyser où le vecteur se distribue et quels neurones il cible, ce qui est crucial pour améliorer la précision et la validité des résultats. Ce travail est une étape essentielle pour développer des solutions thérapeutiques innovantes pour des maladies complexes.