Enseignement supérieur

Faire manipuler un animal vivant à des étudiants de troisième année de licence : c'est la raison d'être de ce projet, qui utilise 320 rats mâles dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Chaque rat reçoit une injection d'hormone 48 heures avant la séance, subit une chirurgie de trente minutes avec pose d'un cathéter dans la carotide, puis quatre prélèvements sanguins espacés de quinze minutes. Le porteur signale que la pose du cathéter peut entraîner une insuffisance respiratoire, traitée le cas échéant par une trachéotomie réalisée par les enseignants, et que le volume de sang prélevé interdit de garder les rats en vie. La démonstration attendue, l'effet stimulant d'une hormone sur la production de testostérone, est établie de longue date, et l'effectif suit une règle d'organisation, un rat pour deux étudiants.

Objectifs

Le but de ce TP est l’occasion pour des étudiants en L3, engagés dans un cursus où la physiologie animale tient une part importante, de réaliser des expérimentations sur un animal vivant. Ceci est un point fort dans le cursus des étudiants en licence SDV spécialité physiologie animal. Ce TP permet également de mettre en évidence le rôle joué par l’hypophyse via l’hormone gonadotrope LH, sur la sécrétion de testostérone par le testicule adulte chez le rat et également d’illustrer le phénomène de désensibilisation. Ainsi pour de nombreuses hormones polypeptidiques, après une forte stimulation hormonale, l'organe cible devient incapable de répondre à une deuxième stimulation. Dans le cadre du TP, nous utilisons de l'hCG (gonadotrophine chorionique humaine) en remplacement de la LH (hormone lutéinisante) pour mimer cette désensibilisation. L’hCG (human chorionic Gonadotropin) est une hormone analogue de la Luteinizing Hormone (LH) capable comme la LH de stimuler spécifiquement la stéroidogénèse testiculaire. Le coût d’achat de l’hCG étant inférieur à celui de la LH recombinante, nous privilégions son utilisation lors des TP

Bénéfices attendus

Grâce à ce TP, le étudiants pourront apprécier l’effet stimulateur de la LH (hormone lutéinisante) sur la production de testostérone et mettront en évidence la notion de régulation endocrine (régulation hormonale via la circulation sanguine). Ils verront que cette réponse est rapide (quelques minutes). Pour le lot d'animaux désensibilisés, ils constateront que le testicule n’est plus capable de répondre à une deuxième stimulation ce qui illustre l’effet inhibiteur d’un stimulant sur sa propre cellule cible.

Procédures

Injection 48h avant le TP : 1 min. Procédure chirurgicale: 30 minutes. Prélèvements sang : 4 prélèvements de 5 secondes chacun espacés de 15 minutes.

Impact sur les animaux

Le jour du TP, la pose d'un cathétèr dans la carotide peut entrainer une insuffisance respiratoire. Lors du TP, 2 enseignants ayant validé la formation chirurgie sont présents. Si l'animal est en insuffisance respiratoire une trachéotomie est éffectuée par ces enseignants. L’injection d’hCG est sans incidence sur l’état général des animaux. Cependant, l'état des animaux est surveillé jusqu’au jour du TP. Les injections 48h avant le TP peuvent conduire à un stress lié à la préhension et la contention de l’animal plus qu’à la douleur induire par l’injection. Pour ces raisons, les injections sont réalisées par une personne expérimentée, limitant le temps de préhension. les animaux sont de plus manipulé quotidiennement pendant 1 semaine avant l'injection. D’autre part, dans de cas très rares pouvant conduire à la mort de l’animal (problème du site d’injection), l’animal peux montrer des signes de douleurs (prostation inhabituelle et emissions de vocalises).

Devenir

Les animaux sont euthanasiés car volume sanguin prélevé étant trop important pour pouvoir les garder en vie.

Remplacement

Le but de ce TP étant de faire découvrir des pratiques de chirurgie à des étudiants , il est impossible de remplacer les animaux par des systèmes ex vivo, in vitro. L'utilisation des animaux dans ce projet est justifiée par l'absence d'alternatives non animales capables de reproduire l'ensemble des phénomènes biologiques complexes observés lors de la stimulation répétée avec de l'hCG, ainsi que par la nécessité d'enseigner des gestes chirurgicaux pratiques aux étudiants. Les modèles in vitro et in silico ne peuvent pas remplacer un organisme vivant pour cette étude, car ils ne reproduisent pas les interactions physiologiques et systémiques nécessaires pour comprendre les mécanismes d'action de l'hCG et la réponse des cellules de Leydig

Réduction

Nombre d'animaux: Afin de pouvoir répondre à la question scientifique posée, 4 combinaisons d'injection sont réalisées et comparées nombre animaux (320 rats sur 5 ans). Afin de permettre une conclusion générale avec un nombre d’animaux suffisant, les résultats des différentes salles de TP sont mis en commun permettant d'éffectuer un test statistiques prenant en compte la variabilité interindividuelle. Ainsi, il nous est possible de limiter le nombre d'animaux à 1 rat (1 combinatoire de traitement) pour 2 étudiants.

Raffinement

Les animaux sont habitués à la manipulation de sorte à réduire le stress. Les injections ne génèrent pas de souffrance pour l'animal. Cependant, les animaux sont observés durant 5 minutes après injections en cas de signes de douleur les animaux sont mis à mort avec du pentobarbital. Au cours de la chirurgie, suite à l'utilisation d'analgésie et d'anesthésie à isoflurane , l'hypothermie et une insuffisance respiratoire et cardiaque seront suivis. Durant tout le protocole nous avons mis en place des points limites.

Choix des espèces

Nous travaillons sur des rats mâles adultes puisque nous analysons la désensibilisation des cellules de Leydig adultes qui sont des cellules testiculaires. Les animaux sont à l'âge adulte (environ 3 mois) afin que l'axe gonadotrope soit mis en place. Les rats permettent d'obtenir un volume sanguin suffisant pour permettre le dosage de testosterone par dosage radio_immunologique.

Deux injections, sept ponctions à la veine caudale et six tests comportementaux par séance, exécutés par des étudiants de première année en cours de formation. 180 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue puis congelées pour servir aux séances de dissection. Le porteur indique que les manipulations peuvent provoquer une hypoglycémie "potentiellement sévère" et des effets psychotropes, dans une pièce qu'il décrit lui-même comme bruyante et agitée. La finalité déclarée est l'obtention du certificat d'expérimentation animale de niveau applicateur, que l'arrêté du 1er février 2013 conditionne à la manipulation d'animaux vivants. Le même RNT annonce deux injections par animal, puis précise qu'une seule sera réalisée lors des travaux pratiques.

Objectifs

Les manipulations sont menées dans le cadre des Travaux pratiques du module de physiopathologie - pharmacologie in vivo destinés aux étudiants de 1ère année de Bachelor Universitaire de Technologie (BUT) du département génie biologique parcours Biologie médicale et Biotechnologie (BMB). En effet, les compétences visées dans ce module sont de savoir « mettre en oeuvre les techniques d’expérimentation animale pour des études du métabolisme et de pharmacodynamique ». Les modalités de mise en oeuvre indiquées dans le Programme Pédagogique National (PPN) sont « l’évaluation en TP de l’activité biologique de molécules médicamenteuses de référence sur des modèles in vivo ». De plus, certains étudiants effectuent leur stage dans es établissements utilisateurs d’animaux, ou y postulent pour faire des vacations, une poursuite d’étude en alternance, ou encore, pour un emploi. Il est donc très intéressant pour eux d’avoir des connaissances théoriques et pratiques sur l’expérimentation animale.

Bénéfices attendus

Cet enseignement permettra aux étudiants de découvrir le monde de l'expérimentation animale, de pouvoir passer le Certificat d’expérimentation animale niveau applicateur et de pouvoir travailler pendant l’année scolaire comme vacataire dans un établissement utilisateur d’animaux. Ce projet permettra aux étudiants d'acquérir la compétence " Mener des études à l'échelle de l'organisme et de la cellule en biologie de la santé" exigées dans le cadre du BUT parcours BMB. L'acquisition de cette compétence nécessite pour l'étudiant de maitriser un certain nombre d'apprentissages critiques (AC) qui sont, pour cette compétence : Mettre en oeuvre des procédures expérimentales d'études physiologiques. Le contenu de ce projet répond ainsi à ces apprentissages critiques et entre donc dans le processus d'acquisition de cette compétence en complément des autres enseignements théoriques et pratiques de la Ressource "Physiologie et Expérimentation animale" et de la Situation d’Apprentissage et d’Evaluation (SAé) associée.

Procédures

Les animaux seront observés de façon détaillée avant le début de chaque séance de Travaux pratiques (TP) afin de s’assurer que les animaux sont sans signes cliniques avant chaque séance de TP. Les animaux seront à jeun au maximum 6h. Les animaux vigiles recevront 2 injections. 7 prélèvements au niveau de la veine caudale seront effectués afin d’étudier l’impact de l’insuline ou de la solution de glucose sur la glycémie. Ces manipulations se font sur animaux vigiles avec une légère contention et durent entre 1 à 2 min. Des tests comportementaux pourront être effectués afin d’étudier l’impact de psychotropes sur les souris. 6 tests seront effectués, chacun durant quelques minutes. 6 tests de comportement sont réalisés et la durée des tests est de 30 secondes à 2 minutes maximum. Pendant le reste du TP les étudiants observent les animaux pour observer les signes cliniques éventuels. Lors d'une autre séance, les animaux recevront 2 injections et 5 tests de salivation seront effectués Ces manipulations se font sur animaux vigiles avec une légère contention et durent environ 1 minute par mesure.

Impact sur les animaux

Les animaux seront manipulés par des étudiants en cours de formation, sous la surveillance d'un ou deux enseignants formés. Cela peut entrainer du stress pour les animaux d'être manipulés par différentes personnes. Les procédures appliquées peuvent entrainer des nuisances (prélèvements répétés, hypoglycémie potentiellement sévère, effets psychotropes, etc.) De plus l’environnement de la pièce de manipulation pourra être bruyant avec de l’agitation. Il est à noter qu’une seule injection par animal sera réalisée lors de TP.

Devenir

A la fin des séances de Travaux pratiques (TP) les animaux sont euthanasiés. Les animaux euthanasiés seront congelés afin d’être utilisé dans d'autres séances de TP de dissection.

Remplacement

Pour cet apprentissage, il n’est pas possible de remplacer l’utilisation des animaux vivants par une autre méthode pour observer et manipuler rats et souris. Les objectifs de ces TP sont d’être capable de mettre en oeuvre les techniques d'expérimentation animale pour des études de toxicologie, de pharmacocinétique, d’études du métabolisme ou de pharmacodynamie. Afin de respecter le programme national publié en 2021 par le ministère, un remplacement n’est pas possible dans ce contexte car, les titulaires du diplôme BUT du département génie biologique parcours Biologie médicale et Biotechnologie (BMB) pourront être en mesure d’intervenir en expérimentation animale in vivo et in vitro. De plus, la certification en expérimentation animale « niveau applicateur » ne peut être obtenu qu’après manipulation sur animal vivant (arrêté du 1er fevrier 2013).

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés a été réduit au maximum en prenant en compte que la formation s’adresse à de 2 groupes de 15 étudiants. Concernant les séances de TP les étudiants seront 4 pour un enseignant présent. Dans ce TP, afin de limiter le nombre d'animaux utilisés, les étudiants sont regroupés par binôme ou quadrinôme. De plus, les animaux morts sont utilisés ensuite pour des séances de dissections en travaux pratiques.

Raffinement

Les animaux sont hébergés en groupe dans des cages standards aux normes européennes, avec enrichissement. Le bienêtre des animaux est suivi quotidiennement. Sous la surveillance d’un enseignant ou d’un responsable de l’animalerie, les étudiants, en petit groupe, s’assurent du bien-être des animaux chaque jour (vérification de la nourriture, eau), des friandises adaptées peuvent être données (si cela n’impacte pas les TP), des bouts de bois, pour ronger et du papier (pour les nids) sont mis dans les cages. Il est demandé aux étudiants de ne pas mettre de parfum, ou déodorants forts, d’éteindre leurs téléphones et de chuchoter lorsqu’ils sont dans l’animalerie. Des points limites adaptés sont également mis en place lors de la manipulation, notamment en étudiant le comportement de l’animal. Un anesthésique local (Lidocaïne) sera utilisé avant les prélèvements au niveau de la queue de l’animal. Une attention particulière sera apportée aux souris lors de ce TP surtout pour les animaux ayant reçu une injection d’insuline car une diminution brutale de la glycémie peut être provoquée entrainant une hypothermie et donc des tapis chauffants seront utilisés lors de ces TP afin d’éviter les hypothermies. Des friandises seront données aux animaux à la fin des TP.

Choix des espèces

Les rongeurs sont les animaux les plus utilisés en expérimentation animale. Ce sont donc des animaux sur lesquels les étudiants seront susceptibles de travailler. De plus, la souris est un modèle qui est adapté à ce type d’expérience : en effet, les mesures réalisées ici sont directement extrapolables à l’homme, permettant ainsi d’illustrer et approfondir les enseignements de physiologie. Les animaux seront des adultes, car il n’y a pas besoin de condition d’âge particulière, et que la taille est ainsi suffisante.

Opérés debout, sous sédation et anesthésie locale, 30 chevaux subissent une coelioscopie abdominale bilatérale d'environ une heure trente, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Aucun n'est tué, tous retournent chez leur propriétaire. Les ovariectomies et castrations pratiquées ne soignent rien, elles servent à entraîner des chirurgiens en exercice à opérer un cheval vigile. Lors du projet précédent, trois juments sur douze ont développé un œdème ou une collection liquidienne au flanc, et un mâle un abcès du cordon spermatique avec péritonite. Le porteur justifie six chevaux pour douze apprenants, sans expliquer comment on parvient à trente.

Objectifs

L’objectif est l’acquisition par les chirurgiens de la technique de la chirurgie sous coelioscopie, intervention chirurgicale courante, le plus souvent réalisée sur le cheval debout sous sédation et anesthésie locale et dans des conditions sécurisées. Cette procédure a pour avantage d’éviter la pratique courante qui consiste à réaliser une anesthésie générale, procédure qui présente des risques plus élevés (complications cardio-vasculaires ou respiratoires, risques d’accidents au réveil de l’animal). Dans certains cas, les animaux ne peuvent également pas être anesthésiés pour raisons médicale et il est donc nécessaire pour le chirurgien de maîtriser la technique opératoire sur l’animal vigile (debout et sédaté). Le principe est une approche chirurgicale dite mini-invasive, avec réalisation de petites incisions après anesthésie locale et insertion d’une caméra et d’instruments dans l’abdomen pour la réalisation de diverses interventions (exploration abdominale lors de troubles digestifs aigus ou chroniques, réalisation de biopsies, stérilisation, réduction de hernies…). Les procédures sont auparavant répétées ex-vivo (sur modèle inerte) pour acquérir les gestes en amont de l’intervention sur animaux vivants. Le projet concerne plus spécifiquement l’apprentissage de l’ovariectomie chez la jument et de la stérilisation chez le mâle, l’approche chirurgicale étant réalisée dans le flanc de façon bilatérale.

Bénéfices attendus

Pour les apprenants, acquisition de la technique chirurgicale et des conditions d’intervention nécessaires à la réalisation en sécurite de ce type d’interventions coelioscopiques en clinique sur un animal vigile (interventions réalisées sous sédation et anesthésie locale), ceci permettant ultérieurement la prise en charge de chevaux nécessitant des soins.

Procédures

Une prise de sang pré-opératoire sera réalisée et un cathéter intra-veineux sera posé pour la réalisation et le suivi de la sédation durant l’intervention. Les procédures chirurgicales réalisées sont des interventions coelioscopiques chez le cheval vigile, sous sédation et analgésie spécifique, et anesthésie locale des voies d’abord chirurgicales. Une seule chirurgie est réalisée par cheval, avec intervention successive des deux côtés, comme en pratique clinique. L'intervention dure environ 1h30 avec réalisation des actes suivants : insertion des trocarts, exploration de l’abdomen, ovariectomie de la jument ou stérilisation du mâle par transection du cordon testiculaire ou retrait d’un testicule intra-abdominal le cas échéant, fermeture des points d’entrée.

Impact sur les animaux

En post-opératoire, l’apparition d’un gonflement au site chirurgical ou d’une anorexie transitoire, voire de coliques légères associées à la reprise du transit sont fréquemment rencontrés. Ces signes cliniques post-opératoires sont généralement gérés rapidement (24-72h) par une thérapie adaptée. En pratique courante, les complications sévères (ponction intestinale per-opératoire, péritonite post-opératoire, coliques sévères) sont rares. La présente demande étant une demande de renouvellement de projet, à titre indicatif les affections post-opératoires identifiées au cours de ce projet lors des actions de formation continue antérieures ont été : présence d’un œdème et/ou collection liquidienne inflammatoire chez 3 juments sur l’un des flancs (sur 12 juments opérées des deux flancs), et un abcès du cordon spermatique droit avec péritonite localisée sur un mâle stérilisé (sur 12 mâles opérés de façon bilatérale). Cette dernière complication a été traitée par reprise chirurgicale avec une excellente évolution post-opératoire. Les 24 chevaux opérés ont tous été rendus à leur propriétaire.

Devenir

Les interventions réalisées sont des chirurgies courantes en pratique clinique qui permettent le retour de l’animal à sa vie antérieure.

Remplacement

Les chirurgies sous coelioscopie peuvent être travaillées sur matériel inerte ou organes dans un modèle ex-vivo. En revanche la particularité de ces interventions chez le cheval consiste en leur réalisation sur l’animal non anesthésié sous sédanalgésie et anesthésie locale, avec outre la maîtrise de la technique opératoire, une nécessité de maîtriser l’environnement de l’intervention et les éventuelles réactions imprévues de l’animal. L’apprentissage des procédures dans des conditions réelles permet à l’apprenant de pouvoir appréhender ces aspects et ensuite appliquer les techniques sur des cas cliniques.

Réduction

Le nombre de chevaux utilisés est le nombre minimal permettant la formation de 12 personnes à la réalisation des deux interventions chirurgicales enseignées (soit 3 mâles et 3 femelles, avec 4 apprenants par cheval pour chaque intervention, chaque côté du cheval étant fait par un binôme d’apprenants)

Raffinement

En pré-opératoire, une période de mise à jeun progressive sera observée afin de limiter les risques opératoires pour les animaux (introduction des trocarts de coelioscopie en particulier). Les chevaux recevront des anti-inflammatoires ainsi qu’une analgésie per-opératoire à base d’opioïdes. En pré-et en post-opératoire, les chevaux seront examinés deux fois par jour, avec réalisation d'un examen clinique complet et évaluation de la cicatrisation et de la sensibilité des sites opératoires. La douleur abdominale post-opératoire sera évaluée à l'aide de la grille PASPAS. En post-opératoire, l’administration d’anti-inflammatoires sera réalisée durant 5 jours et adaptée en fonction des points limites définis pour la procédure : intensité de la douleur (si présente) ou signes cliniques (gonflement d'intensité anormale au site opératoire). De la même façon, l’analgésie post-opératoire pourra également être complétée par l’utilisation d’opioïdes (point limite = présence d'une anorexie lors de la réalimentation). Comme lors de la gestion de cas cliniques, une réalimentation rapide sera réalisée afin de limiter les conséquences gastro-intestinales de la mise à jeun, mais de façon progressive afin d’assurer une reprise du transit dans de bonnes conditions en limitant les risques de coliques post-opératoires. Les chevaux seront hébergés dans des boxes permettant un contact visuel entre eux, et un enrichissement sera réalisé durant leur période d’hospitalisation (pierre à sel, jouets). Dès que possible selon la procédure chirurgicale réalisée, les chevaux sortiront en main ou en paddock.

Choix des espèces

L’espèce choisie (Equidés) est l’espèce cible pour les affections et la spécialité chirurgicale concernées. Les animaux utilisés sont des chevaux adultes avec un appareil génital développé permettant la réalisation des interventions de stérilisation sous coelioscopie.

Pour former des doctorants et de jeunes chercheurs aux techniques d'enregistrement de l'activité neuronale, 36 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Chacune subit une chirurgie cérébrale d'une heure trente, avec injection de vecteurs viraux et pose d'un implant dans le cortex préfrontal, avant d'être soumise à quatre passages de dix minutes dans des tâches de mémoire. Le porteur nomme ces tâches, dont un apprentissage fondé sur l'évitement d'un morceau de scotch adhésif, susceptible selon lui de provoquer stress et anxiété. Chaque étudiant travaille sur un seul animal, et les points limites annoncés pour chaque procédure ne sont pas détaillés.

Objectifs

Ce projet a pour objectif de former des étudiants en thèse et de jeunes chercheurs post-doctorant français mais également d’universités étrangères partenaires. Cette formation se déroulera dans le cadre d’une école thématique visant à former les jeunes chercheurs sélectionnés aux techniques de suivi de l’activité neuronale au cours d’une tache comportementale chez la souris. Étudier l'activité neuronale chez l’animal libre de ses mouvements et effectuant une tache comportementale est essentiel pour comprendre comment les différents types de mémoire fonctionnent. En observant comment l'activité évolue pendant le comportement, nous pouvons identifier les mécanismes qui permettent au cerveau de retenir, de traiter et d'utiliser des informations, notamment dans des situations sociales ou lorsqu'il faut prendre des décisions. Cette approche est fondamentale dans la recherche en neurosciences afin de mieux comprendre certains troubles cognitifs et psychiatriques, comme la schizophrénie, l'autisme ou les troubles de l'attention, où la mémoire de travail et la mémoire sociale sont souvent touchées.

Bénéfices attendus

Cette école offrira aux étudiants un cadre unique pour approfondir leurs compétences en neurosciences, avec un focus sur l'étude de l’activité neuronale en comportement. En combinant des sessions pratiques et théoriques, ils apprendront les bonnes pratiques en expérimentation animale et seront formés aux tests comportementaux les plus adaptés à leurs recherches. De plus, les étudiants recevront une formation approfondie sur les méthodes d'enregistrement de l'activité neuronale par photométrie par fibre, ainsi que sur les techniques d'analyse des données. Grâce à ces apprentissages, ils seront capables de mettre en pratique leurs nouvelles connaissances dans leurs propres laboratoires, contribuant ainsi à renforcer la rigueur et la qualité de leurs futures recherches. Une fois de retour, ils pourront également appliquer et disséminer la règle des 3R (Remplacement, Réduction, Raffinement) pour une approche plus éthique et responsable en expérimentation animale, un aspect clé abordé lors de l’école.

Procédures

Les animaux seront soumis à une chirurgie permettant l’injection de vecteur viraux et la pose d’un implant pour suivre l’activité neuronale du cortex préfrontal. Cette chirurgie sera effectuée sur animal anesthésié et analgésié et durera environ 1h30. Par la suite, les animaux seront exposés à l’une des trois tâches comportementales suivantes : (i) mise en place d'une mémoire rapide ou en un essai, (ii) mémoire sociale et (iii) mémoire de travail. Chaque test durera 10 minutes et sera répétée 2 fois par jour sur 2 jour soit un total de 4 passages. A l’issue des tâches comportementales, les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire sous anesthésie et analgésie en vue de réaliser les différents prélèvements nécessaires aux analyses.

Impact sur les animaux

Les chirurgies au niveau du cerveau (injections de virus) peuvent entraîner une infection localisée et/ou un affaiblissement des animaux pendant les heures suivant celles-ci. Un risque d’inflammation peut aussi être considéré suite aux sutures. Un risque d’hypothermie est possible sous anesthésie tout comme un arrêt cardiorespiratoire. La mise en place de la mémoire en un essai, basé sur l'évitement d'un morceau de scotch adhésif peut entraîner un stress et possiblement une anxiété chez les animaux.

Devenir

L’ensemble des animaux de cette procédure sera euthanasié à la fin des expérimentations afin de prélever les tissus pour analyses.

Remplacement

Aucun modèle mathématique ou in vitro n'existe actuellement pour décrire les dynamiques des réseaux de neurones impliqués dans la mémoire. Ainsi, l'utilisation d'animaux éveillés s'avère indispensable pour comprendre les mécanismes mis en place, au fur et à mesure de l’apprentissage. Pour ce faire, l'emploi d'un modèle animal mammifère est essentiel afin d'obtenir des résultats pouvant être extrapolés à la compréhension du processus d’apprentissage humain. 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'Homme. Enfin, les structures étudiées ne sont pas présentes chez les invertébrés.

Réduction

Le projet impliquera au total 36 souris sur 2 ans. Nous limitons au maximum le nombre d'animaux par groupe de façon à obtenir des résultats statistiquement fiables. Chaque étudiant travaillera avec un seul animal, mais l'ensemble des données de tous les participants sera mis en commun à la fin de l'école. Ainsi 4 à 5 animaux par expérience seront utilisés. Ce regroupement permettra d'analyser en profondeur l'activité du cortex préfrontal à travers les trois procédures expérimentales étudiées, tout en optimisant les ressources animales. Nos recherches bibliographiques n'ont pas mis en évidence de différences significatives entre les mâles et les femelles. Nous utiliserons un nombre équilibré de mâles et de femelles pour toutes les expériences.

Raffinement

Des éléments d'enrichissement supplémentaires, tels que la présence d’un nid et des petites bûches en bois, sont introduits dans la cage d’hébergement des souris. Les conditions chirurgicales (anesthésie, analgésie, asepsie) et les soins post-opératoires appliqués garantissent une prise en charge appropriée pour diminuer toute souffrance de l’animal après chirurgie. L’ensemble des tâches comportementales est associé à de la récompense (alimentaire ou sociale) ou à de l’évitement (scotch) mais pas d’apprentissage par punition. Les stratégies de raffinement mises en place lors de ce projet comprennent l’enrichissement environnemental proposé aux animaux dans leur cage d’élevage, le soin apporté aux animaux tout au long de ces procédures, du choix des procédures afin de garantir une anesthésie et une analgésie optimale quant celles-ci font parties de procédures et d’une surveillance régulière garantie par un personnel formé. La mise en place de points limites pour chaque procédure proposée nous permet de garantir le bien être animal dans l’entièreté de ce projet.

Choix des espèces

Nos travaux nécessitent l’utilisation de rongeurs pour l’étude de phénomènes complexes tels que la mémoire. L’étude d’un système intégré nécessite d’avoir recours à des animaux « entiers ». Cette nécessité est d’autant plus incontournable lorsqu’il s’agit de l’étude des comportements et capacités cognitives telles que la mémoire. Pour l’ensemble de ces raisons, seule l'utilisation d'animaux nous permet de répondre à ces questions. La souris est le modèle privilégié pour pouvoir étudier les corrélats neuronaux des comportements. Les outils nous permettant ce suivi étant disponible pour ce modèle. Les animaux en comportement seront utilisés au premier stade adulte (à partir de 50 jours), ce qui permet d'avoir des taux d'apprentissage élevés, tout en étudiant l'activité des réseaux neuronaux dont le développement post-natal est fini. Les animaux sont injectés avec les vecteurs viraux à 7 ou 8 semaines et commencerons à être utilisés 3 semaines plus tard.

Mises à jeun quatorze à quinze heures pour la moitié d'entre elles, puis enfermées cinq minutes dans une enceinte de 800 cm3 où leur consommation d'oxygène est mesurée, 60 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes sont tuées ensuite, le projet reposant sur des prélèvements de biopsies et de plasma. L'objectif est pédagogique, initier des étudiants de deuxième année de licence à la physiologie animale, chaque binôme travaillant sur une souris. Le porteur décrit une veille active vers des simulateurs numériques, qu'il situe à un stade "incompatible avec les objectifs pédagogiques", et qualifie le recours à l'animal d'"indispensable".

Objectifs

L'objectif de cette formation est d'initier les étudiants de 2eme année de la Licence de Sciences à la physiologie animale par la pratique expérimentale.

Bénéfices attendus

Les étudiants connaitront les problématiques de l'expérimentation animale, apprendront à se confronter à une démarche scientifique, mettront en oeuvre les bonnes pratiques de laboratoire et seront capables d'expliquer un processus physiologique en utilisant leurs connaissances fondamentales et les résultats de l'expérimentation réalisée.

Procédures

Etape 1: La moitié des animaux seront soumis à un jeûne de 14-15 h, l'autre moitié sera nourrie. Etape 2 : Les animaux seront maintenus dans une enceite de 800 cm3 pendant 5 minutes au cours desquelles leur consommation d'O2 et leur production de CO2 seront enregistrée. Cette étape nécessite une manipulation des animaux qui dure environ 30 secondes.

Impact sur les animaux

Les animaux pourront être légèrement stressés par les étudiants au début de l'expérience. C'est pour cela qu'un temps est dédié lors du jour 1 à la familiarisation avec la manipulation des animaux. Le confinemment dans l'enceinte de calorimétrie peut stresser certains animaux. Une fenêtre permet de surveiller leur activité et le suivi du taux de CO2 permet de détecter une consommation anormale d'O2 due au stress et de ressortir l'animal le cas échéant. La mise à jeûn induit une perte de poids. L'expérience des années passées nous montre qu'avec la souche utilisée (RjOrl:SWISS) cette perte est cependant largement inférieure à 20 % après un jeûne nocturne.

Devenir

Le cohérence du projet pédagogique repose sur l'obtention de données in vivo et sur des mesures réalisée à partir de biopsies ou de plasma . Il est donc nécessaire d'euthansaier les animaux après la procédure de calorimétirie.

Remplacement

Le replacement des animaux utilisés à des fins d’enseignement est mis en œuvre par l’équipe pédagogique de physiologie animale de manière globale et cohérente sur l’ensemble des 3 années de la formation par l’équipe pédagogique. Cette stratégie repose sur le développement de travaux pratiques expérimentaux sur explants, cellules animales ou bien sur ordinateur quand les logiciels de simulation numériques pertinents sont disponibles. La seule exception concerne l’étude de fonctions totalement intégrées complexes comme l’ajustement métabolique induit par le jeûne (mobilisation simultanée de plusieurs organes, régulations hormonales, etc), étudié dans l'Unité d'Enseignement "Physiologie en Pratique". En absence de simulateur numérique éprouvé, le recours à l’animal reste indispensable, pour que les étudiants comprennent les liens de causalités entre les différentes régulations. Les enseignants mènent une veille active et interagissent avec des mathématiciens et informaticiens dans le but d’évoluer vers des outils numériques de remplacement qui pour l’instant sont à un stade de développement incompatible avec les objectifs pédagogiques visés, en particulier en termes de développement logiciel.

Réduction

L'accès à l'Unité d'Enseignement "Physiologie en Pratique" est soumise à un numerus clausus fixé à 20 étudiants. Les étudiants travaillent obligatoirement en binômes ce qui limite le nombre d'animaux à 10 par année auquels se rajoutent 2 animaux supplémentaires prévus en cas de critère d'inclusion non satisfait : animal bléssé, poids insuffisant, agressivité/isolement). Chaque binôme n'utilise qu'un seul animal puisqu'il traite une seule condition expérimentale et échange les résultats avec un binôme ayant traité l'autre condition expérimentale, l'utilisation est donc réduite à 0,5 animal/étudiant.

Raffinement

Après livraison des animaux par le fournisseur agréé et en attente de leur utilisation (délai d'adaptation au sein de l'établissement minimum de 5 jours), les animaux sont hébergés par groupe (4-5 animaux par cage) avec enrichissement réglementaire (maisonnette). Afin de diminuer la nervosité des mâles un mini tunel en carton , de la frisure et 2 à 3 buchettes Aspen brick 5x1x1cm (bois tendre) sont ajoutés dans chaque cage. Si au cours de l’hébergement, un animal présente un comportement agressif, ce dernier sera euthanasié si c'est plus de 24 h avant la fin de l'expérimentation ou bien isolé dans une cage si c'est moins de 24 h avant la fin de l'expérimentation. S’il présente des blessures, il sera retiré de la procédure et euthanasié et remplacé par un animal supplémentaire. L’état des animaux est surveillé tout au long de la procédure par les enseignants et les étudiants. Afin que les étudiants puissent comprendre les notions de bien être, d'état sanitaire et de stress chez la souris, ils évalueront par l'observation l'état de l'animal aux jours 1 et 2 à l'aide d'une grille d'observation dans laquelle sont reportés : l'état du pelage (lisse/hérissé), l'apparence des paupières (ouvertes/fermées), le comportement exploratoire (normal/prostration/immobilité) et le poids de l'animal.

Choix des espèces

1- La souris est un modèle pertinent pour étudier le métabolisme des mammifères. Les nombreuses données concernant la physiologie et la génomique de ce modèle fournissent des points de repères et de comparaison pour mettre en évidence le fonctionnement des processus physiologiques, éléments indispensables à la compréhension de ces processus par les étudiants. 2 - Tous les concepts et notions de physiologie intégrative enseignés en cours et en travaux dirigés concernent exclusivement les mammifères (humain en particulier), ce qui rend possible la transposition de ces concepts au modèle rongeur pour leur illustration. 3 - La petite taille de l'animal permet de miniaturiser l'expérience tout en fournissant suffisamment de matériel pour une mutualisation entre binôme. Les animaux utilisés seront des adultes de 6 semaines. Cela correspond à un poids de 30-34 g chez les mâles de la souche utilisée. Ce stade correspond à l'objectif pédagogique qui est de faire étudier expérimentalement aux étudiants l'adaptation métabolique au jeûne chez la souris adulte.