Troubles nerveux

2 112 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles portent des mutations mimant la sclérose latérale amyotrophique et subissent des chirurgies cérébrales, implantation de pompes, pose d'électrodes sous-durales et injection intracérébrale, puis des tests glycémiques, métaboliques et des tests comportementaux non détaillés sur trente-cinq jours. Le porteur indique que les chirurgies provoquent des douleurs atténuées par des analgésiques et prévoit de retirer un animal dont l'état ne s'améliore pas sous 48 heures. Il affirme qu'il est "indispensable" de travailler sur un modèle animal dont l'hypothalamus est bien caractérisé et conclut que la souris ne "saurait être remplacée".

Objectifs

La sclérose latérale amyotrophique (SLA), la plus fréquente des maladies du système moteur adulte (2 à 3 nouveaux cas pour 100 000 habitants), reste une pathologie incurable et présente un pronostic extrêmement sévère, conduisant au décès, 2 à 5 ans après l’apparition des premiers symptômes. La SLA présente des formes sporadiques (90%) et familiales (10%). Diverses lignées de souris transgéniques ont été mises au point, récapitulant les symptômes de la maladie : une dégénérescence des neurones moteurs cortico-spinaux et des motoneurones spinaux, une dénervation des muscles striés squelettiques accompagnée d’une atrophie musculaire et d’une paralysie progressive se finissant par la mort. Ces lignées transgéniques sont à la base des recherches expérimentales dans le domaine de la SLA. Outre les symptômes moteurs, la SLA est aussi accompagné par une perte de poids très importante (chez l’homme et modèles murins) due à une diminution de la prise alimentaire, associée à un changement de la dépense énergétique. Il a été observé récemment que les modèles transgéniques ont aussi des dysfonctionnements du sommeil et du métabolisme. Ces altérations à l’origine de ces symptômes n'ont pas encore été demontrees. Chez la souris, l’hypothèse expliquant les bases cellulaires de ces dysfonctionnements sont un défaut fonctionnel des neurones hypothalamiques impliquées dans la régulation de la balance énergétique, la prise alimentaire et le sommeil. Ceci suggère l’existence d’un défaut hypothalamique touchant le contrôle de la prise alimentaire et la qualité/quantité de sommeil aussi chez le patient SLA. De plus d'un point de vue moléculaire, il a été montré que l'une des molécules impliquées dans la maladie, est un élément central de l’horloge interne. Ce dernier gène particulièrement contrôle de façon remarquable le rythme de prise alimentaire et le sommeil. Ceci faisant le lien entre la pathologie étudiée et les problèmes de l'horloge interne. Nous investiguerons donc, dans cette etude, le sommeil et le metabolisme de ces lignees transgeniques mimant la SLA.

Bénéfices attendus

Ces expériences nous permettront de déterminer si les défauts fonctionnels de l’hypothalamus peuvent être reversés et ainsi ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques pour la SLA. Au-delà de la SLA, ce projet est destiné à contribuer à l’effort commun de recherche sur l’étiologie des maladies neurodégénératives du système moteur.

Procédures

Les animaux subiront des procédures chirurgicales (implantation de pompes iPRECIO durée 2h, implantation d’électrodes subdurales durée 3h, injection intracérébrale durée 2h) en plus de test glycémique (durée 2h), comportementaux et métaboliques. Ces expériences dureront maximum 35 jours et prennent en compte le développement de la pathologie dans les 2 lignées transgéniques. Les prélèvements ne seront fait qu’en phase terminale d’une procédure.

Impact sur les animaux

Nous nous attendons à des douleurs causées par les procédures chirurgicales qui seront atténuées par des antalgiques et analgésiques avant, pendant et après la chirurgie ainsi qu’une surveillance quotidienne pendant la période de récupération des souris. Nous préviendrons toutes infections par l’apport d’antibiotique a la fin des procédures chirurgicales. Enfin, nous ne laisserons aucune souris dans la souffrance en nous référant à la feuille en Annexe 1. Il sera pris la décision de sortir une souris de l’étude si les conditions de la souris ne montrent pas d'amélioration sous 48 heures.

Devenir

Les animaux seront tous mis à mort pour des analyses biochimiques et immunologiques, après avoir collecté sang, tissus et organes.

Remplacement

La SLA est une maladie d’origine multifactorielle et multicellulaire. Les cultures cellulaires ne permettent pas de modéliser l’aspect intégré de cette pathologie. Nous avons donc besoin de recourir à des modèles animaux qui présentent, en outre, une organisation du système nerveux proche de celle de l’homme pour réaliser ce projet de recherche.

Réduction

Afin de réduire le nombre d’animaux dans ce projet, les animaux destinés aux analyses biochimiques ou histologiques seront au préalable inclus dans les études fonctionnelles. Le nombre de souris incluses dans ce projet a été précisément calculé à partir des observations faites dans le laboratoire lors d’études préliminaires ce qui a permis de calculer la puissance statistique et d’éviter les biais de taille d’effet (nombre suffisant permettant l’exploitation statistique). Le logiciel GPower nous a permis de calculer le nombre minimum nécessaire par groupe à 24. Secondairement lorsque les données seront récoltées nous utiliserons une analyse statistique ANOVA à un facteur avec une analyse post-hoc pour analyser les résultats.

Raffinement

Les animaux auront accès ad libitum à l’eau et à la nourriture, bénéficieront de conditions d’hébergement conformes à la réglementation en vigueur. L’enrichissement de l’environnement des animaux (coton compressé pour faire des nids, maisons en plastique rouge), le maintien des interactions sociales et la surveillance quotidienne des animaux permettront de s’assurer de leurs 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 (perte de poids, difficultés métaboliques, etc.) permettant de soustraire l’animal à la souffrance ont été établi. De plus, nous appliquerons également le principe de raffinement au niveau des méthodes de pré-anesthésie, d’anesthésie et de prise en charge analgésique en cas de procédure.

Choix des espèces

La souris est un modèle important et pertinent dans l’étude de la SLA. Pour intégrer la complexité de la pathologie, et notamment des implications du dysfonctionnement de hypothalamus, il est indispensable de travailler avec un modèle animal possédant une structure hypothalamique bien caractérisée. De plus, les modèles transgéniques de souris sont des modèles expérimentaux très puissants (génétique connue, commercialisation d’outils moléculaires, etc.). En conséquence, dans le cadre de la question biologique posée, le modèle animal choisi ne saurait être remplacé par un autre. Les animaux seront utilisés à partir de 30 jours, au moment du sevrage, car l’injection de DREADDS nécessite d’être faite sur des souris âgées de 30 jours car le DREADDS est laissé 15 jours avant de pouvoir conduire un quelconque effet. Pour les pompes iPRECIO et l’EEG des animaux de 65 jours seront utilisés pour pouvoir observer les effets au stade présymptomatique.

Des symptômes de la maladie d'Alzheimer sont provoqués chez 15 macaques à longue queue adultes, voire âgés, qui reçoivent aussi de la lumière proche infrarouge délivrée par un casque. Ils sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec deux prélèvements de liquide céphalo-rachidien, deux prises de sang et des tests comportementaux que le RNT ne nomme pas, puis tous tués par perfusion intracardiaque pour des analyses biochimiques et anatomiques. Le porteur affirme que les traitements "ne seront pas douloureux" et n'attend aucune gêne de "l'induction des symptômes", sans décrire cette induction ni la chirurgie pour laquelle il prévoit anesthésique et antidouleur. Il indique aussi que l'espèce de primate sera choisie selon celle qui sera "le plus facilement disponible", en invoquant une pénurie d'approvisionnement.

Objectifs

La maladie d’Alzheimer (MA) est une maladie neurodégénérative, c’est-à-dire que la MA perturbe et endommage le bon fonctionnement des neurones jusqu’à entraîner la mort de ces cellules qui conduit à une perte progressive de la mémoire. Cette maladie touche de plus en plus de personnes et devient donc un problème de santé publique majeur au sein des pays développés. Dans les cerveaux des personnes atteintes de la MA, ils existent deux marqueurs neuro-pathologiques cérébrales, qui sont : les dépôts extracellulaires de petites protéines appelées amyloïde-β et les dépôts intracellulaires de protéines nommées Tau. Actuellement, il n’existe pas de traitement médicamenteux permettant de guérir de la maladie d’Alzheimer. Les traitements actuels ont une efficacité faible, inconstante et limitée dans le temps. Ils comportent un risque d’effets indésirables graves, augmentant avec la durée du traitement et n’enrayent pas la progression de la maladie. Une thérapeutique innovante par la lumière, la photobiomodulation, pourrait être une solution thérapeutique pour ralentir le développement de la maladie. Les effets de l’illumination proche infrarouge ont notamment été étudiés pour la maladie de Parkinson sur le plan préclinique (modèles primates et rongeurs), et ont donné des résultats très prometteurs de neuroprotection par la lumière. Ces résultats ont permis de démarrer un essai clinique en 2021 sur des patients parkinsoniens afin d’essayer de ralentir le développement de leur pathologie. Les mécanismes d’actions de la photobiomodulation semblent assez génériques (action sur un composé de la cellule, appelé mitochondrie), et pourrait être bénéfique pour d’autres maladies neurodégénératives telle que la maladie d’Alzheimer. Les régions cérébrales ciblées (cortex) étant plus en surface que pour la maladie de Parkinson (substance noire), la photobiomodulation sera administrée via un casque et les photons traverseront la boite crânienne pour atteindre le cortex. Notre projet nécessite l’utilisation de 15 primates non humains (PNH) et sera réalisé dans le plus strict respect de la règle des 3 R.

Bénéfices attendus

Les résultats attendus de ce nouveau projet sont une évaluation sur un modèle de primate non humain présentant des symptômes de la maladie d’Alzheimer, du bénéfice possible grâce à un traitement par photobiomodulation pour ralentir le développement de la maladie.

Procédures

Les animaux seront soumis à : - une phase de quarantaine et d’habituation - la photobiomodulation durant le temps déterminé par le groupe pilote - 2 prélèvements sanguins durant les procédures 2 et 3 - 2 prélèvements du liquide céphalo-rachidien durant les procédures 2 et 3 - des tests comportementaux - une perfusion intra-cardiaque afin d’effectuer des analyses immunohistochimique et biochimiques.

Impact sur les animaux

Selon notre expérience et la littérature, les traitements ne seront pas douloureux et un stress pourrait s’observer lors des procédures. Afin de réduire ce stress, la première procédure consistera à habituer les animaux aux actes qui seront réalisés par la suite et de s’assurer de leur coopération. En ce qui concerne la douleur, tout point d’appel conduira à une évaluation conjointe par les membres de l’équipe projet, le vétérinaire et les membres du SBEA, de façon à décider du traitement à adapter ; une euthanasie précoce pourra être envisagée si nécessaire. Dans chaque procédure, nous avons détaillé les signes cliniques à considérer et les actions des expérimentateurs selon la situation.

Devenir

A la fin des procédures, les animaux subiront une mise à mort afin de pouvoir analyser biochimiquement et anatomiquement les modifications du développement de la pathologie exercée par la photobiomodulation.

Remplacement

Des études ont déjà été réalisées sur des modèles murins présentant des données très encourageantes et il est impossible de réaliser de telles expériences in vitro ou in silico. Le modèle primate non humain est maintenant indispensable avant de pouvoir passer à un essai clinique chez l’Homme. Une seule espèce de PNH sera utilisé pendant l’étude mais vu les difficultés d’approvisionnements, nous avons décidé de mettre deux espèces afin de voir quel PNH est le plus facilement disponible pour effectuer l’étude dans les temps.

Réduction

le nombre d’animaux utilisé sera réduit au maximum tout en permettant une validité statistique des résultats. Si les tests préalables de mise en place sont probants, le nombre d’animaux prévus pour la phase de test sera réduit. Les animaux pilotes seront donc inclus dans l’étude des effets neuro-protecteurs et considérés comme contrôle.

Raffinement

afin de limiter au maximum le stress infligé aux animaux, ils seront préalablement habitués aux manipulations. Ils bénéficieront également d’une surveillance quotidienne, d’une médication adéquate lors de la chirurgie (anesthésique, anti-douleur et anti-inflammatoire) et tout signe anormal fera l’objet d’un signalement au chef de projet et au vétérinaire, afin que les animaux bénéficient aussitôt de soins adaptés. Une euthanasie précoce pourra être décidée en concertation avec l’équipe de recherche, la Structure Chargée du Bien Etre Animal et le vétérinaire si besoin. Les conditions d’hébergement des animaux respecteront strictement toutes les normes relatives au bien-être animal en vigueur. De plus, un enrichissement du milieu de vie des animaux utilisés pour les procédures de ce projet sera utilisé. D’après la littérature, nous n’attendons pas de gêne ou de douleur induite par le protocole d’illumination ou l’induction des symptômes.

Choix des espèces

Le modèle primate non-humain (PNH) est le modèle le plus proche de l’humain. Les résultats obtenus permettront un transfert rapide à l’humain s’ils sont positifs. Pour l’étude nous allons bien sûr prendre une seule espèce de PNH mais les conditions sanitaires actuelles et la non validation du CEA d’obtenir des PNH d’origine asiatique induisent une pénurie d’approvisionnement des PNH et donc nous chercherons quel PNH est-il le plus simple à obtenir avec les âges voulus. Par la suite, on continuera exclusivement avec la même espèce. Ce projet nécessite de travailler avec des animaux adultes, voir âgés, afin que les résultats obtenus ne soient pas biaisés par d’éventuels processus développementaux non impliqués dans la pathologie et pour que nous soyons le plus en adéquation avec la temporalité de la Maladie d’Alzheimer présente chez l’Homme.

158 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie crânienne de quatre heures pour poser une prothèse, puis un isolement pouvant durer soixante jours et plusieurs séances d'imagerie sous anesthésie, pour mesurer le couplage neurovasculaire par TEP et ultrasons en neuropharmacologie. Le porteur indique que la fenêtre crânienne empêche de regrouper ou d'adopter les rats, qui sont donc euthanasiés dès la dernière acquisition. Il juge "indispensable" le recours à des animaux vivants, la modélisation et l'in vitro ne restituant pas ces interactions.

Objectifs

La tomographie par émission de positons (TEP) est une modalité d’imagerie qui permet d’étudier la fixation d’un médicament sur sa cible cérébrale. L’imagerie ultrasonore (US) permet quant à elle d’étudier les variations du débit sanguin cérébral qui sont la conséquence de l’effet des médicaments sur le cerveau (réponse hémodynamique). L’objectif de ce projet est d’associer ces deux modalités de neuro-imagerie innovantes de manière simultanée pour mieux comprendre l’effet des médicaments sur le cerveau. Le phénomène de pharmacorésistance ou la tolérance à certains médicaments pourrait s’expliquer par une réponse hémodynamique atténuée lors de l’interaction du médicament avec sa cible. Cela pourrait s’expliquer par un déficit des mécanismes de couplage entre les cibles neuronales et la réponse hémodynamique, c’est-à-dire le couplage neuro-vasculaire. On pense que la qualité du couplage neuro-vasculaire peut être appréciée in vivo en mesurant les paramètres TEP et US de manière simultanée. L’imagerie hybride TEP/US sera réalisée chez le rats témoins. Certains animaux recevront un médicament testé à dose unique et/ou après un traitement prolongé. L’os du crâne atténue les US. Une « fenêtre » chirurgicale devra donc être mise en place sur chaque animal. Cela consiste à ôter et remplacer une partie de l’os du crâne par une résine dans des conditions d’asepsie et sans générer de douleur. La chirurgie et l’imagerie seront réalisées sous anesthésie générale. Au total, 158 rats seront utilisés sur 5 ans. Cela permettra d’optimiser les conditions expérimentales et de suivre les effets de 4 protocoles de traitements médicamenteux différents. Compte tenu des contraintes techniques liées aux traitements et aux modalités d’imagerie, la taille des groupes a été fixée à 8 rats par groupe. Les traitements étudiés sont des médicaments parfaitement connus, déjà utilisés chez l’animal voire chez l’Homme: ils n’induisent pas de toxicité. Les animaux seront surveillés quotidiennement et pesés 3 fois par semaine. Ils feront aussi l’objet de mesures de comportement simples et peu génératrices de stress comme la mesure de l’activité locomotrice. Ce protocole ne peut pas être remplacé par des études de pharmacologie in vitro qui permettent seulement de mettre en évidence l’interaction d’une molécule isolée avec une cible ou un système biologique isolé. Seules les expériences in vivo récapitulent la complexité et l’ensemble des effets des médicaments sur le cerveau.

Bénéfices attendus

Actuellement, chacune de ces techniques est utilisée séparément en routine en recherche préclinique. Réalisées en même temps, elles permettront de diviser au moins par 2 le nombre d’animaux nécessaires par rapport à l’utilisation de l’imagerie TEP puis US isolées. Surtout l’approche simultanée TEP-US ne nécessite pas le sacrifice de l’animal, il sera donc possible de réaliser plusieurs sessions d’imagerie chez un même animal pour mesurer l’évolution de l’effet des médicaments au cours du temps. Cela permettra de diminuer encore plus le nombre d’animaux grâce à la puissance des tests statistiques appariés. A terme, ce protocole devrait permettre d’offrir une méthode d’imagerie optimisée pour mieux comprendre l’effet des médicaments sur le cerveau et de mettre en évidence des mécanismes de tolérance ou de résistance.

Procédures

1. Procédure chirurgicale sous anesthésie et analgésie. Temps=4h 2. Isolement à 1 animal par cage afin de préserver l’intégrité de la prothèse, pendant 60 jours maximum avant euthanasie (le temps de réaliser les traitements et les sessions d’imagerie, en prenant en compte un risque d’échec de radiosynthèse du traceur et la reprogrammation des examens). 3. Les animaux utilisés pour la mise au point de l’acquisition US pourront participer à 5 acquisitions US de 90 min maximum, sous anesthésie générale, espacées de 48h au minimum. 4. Maximum 2 acquisitions espacées de 7 jours au minimum en TEP-US sous anesthésie générale incluant injections i.v par cathéter caudal Temps 90 min 5. 1 traitement chronique, quelques minutes quotidiennement, sur animal vigile pendant 15 jours maximum 6. Etude du comportement pendant 15 min, au maximum 2 fois par jour pendant la durée du traitement (15 jours maximum).

Impact sur les animaux

La procédure chirurgicale est conduite sous anesthésie générale et des analgésiques sont également utilisés. La récupération post-opératoire inclut un traitement antalgique. Aucune douleur n’est attendue. Les injections nécessaires à l’enregistrement TEP-US se font également sous anesthésie générale à l’isoflurane. Pas de douleur attendue. Les animaux ne peuvent pas s’arracher la prothèse crânienne qui est parfaitement solidaire de l’os et qu’ils ne peuvent pas voir ou sentir. Cependant, afin de les protéger des conflits avec leurs congénères, les animaux opérés sont hébergés individuellement par cage, dans un environnement à température contrôlée, avec cycle diurne-nocturne de 12h. L’hébergement individuel en cage transparente et ouverte, à côté d’autres cage, permet ainsi un partage de l’odorat et du visuel avec les autres animaux présents dans le cages voisines afin de minimiser l’effet négatif sur le bien-être animal. De plus, un enrichissement supplémentaire tel qu’un deuxième matériel de nidification sera ajouté. Les médicaments testés auront vraisemblablement un effet sur le comportement (apathie, diminution ou augmentation de l’activité locomotrice) mais ne sont aucunement toxiques pour l’animal aux doses testées. Le stress induit par l’administration des médicaments sur animal non anesthésié est limité par une habituation à la manipulation préalable. Pour les injections répétées, les sites d’injection parentérale seront alternés afin de ne pas induite de lésion au point d’injection.

Devenir

La présence d’un volet chirurgical au niveau du crâne empêche le rassemblement avec d’autres rats et une adoption ultérieure : les animaux opérés seront donc euthanasiés dès que possible, soit immédiatement après la dernière acquisition TEP-US.

Remplacement

Ni la modélisation informatique ni l’expérimentation sur cellules in vitro ne permettent encore d’appréhender les processus complexes relevant de mécanismes impliquant des interactions entre neurones, cellules gliales et réseau vasculaire, dans un contexte de régulation circulatoire sanguine. Il est donc indispensable d’utiliser des animaux vivants capables d’exprimer les troubles neurologiques et de valider les biomarqueurs d’imagerie étudiés. Au maximum, toutes les adaptations possibles de l’imagerie US (sensibilité, résolution spatiale, résolution temporelle…) seront mises au point au préalable sur des objets en plastique remplis d’eau ou de gel qui miment les propriétés physiques de la tête et du cerveau. Néanmoins, 30 rats seront tout de même nécessaires pour finaliser la mise au point de cette nouvelle technique d’imagerie : les données collectées sur ces animaux serviront à l’élaboration d’un référentiel (animaux non traités), ce qui permettra au final de réduire le nombre de sujets nécessaires. La réalisation d’une imagerie US sur tout la profondeur du cerveau directement chez l’Homme n’est pas possible à ce jour du fait de l’épaisseur de la boite crânienne.

Réduction

L’utilisation conjointe des deux techniques (imagerie TEP et ultrasonore (US)) permet de diviser par deux le nombre d’animaux actuellement nécessaire à la collecte séparée de données TEP et US indépendamment l’une de l’autre. De plus, ces techniques d’imagerie permettent d’étudier plusieurs régions cérébrales en même temps, dans l’ensemble du cerveau. Pour la mise au point de la méthode : 30 rats serviront à l’apprentissage de la technique chirurgicale et à la mise au point des paramètres physiques de la méthode TEP-US. Ce nombre pourra être revu à la baisse si les objectifs sont atteints avec un nombre inférieur d’animaux. Pour l’étude de l’effet de 4 traitements dont la tolérance chez l’animal voire chez l’Homme est parfaitement connue, le nombre d’animaux nécessaires à cette étude a été calculé grâce à une planification précise afin d’en réduire au maximum le nombre. Il a été estimé à 128 pour les 5 ans à venir. Ce nombre est un minimum nécessaire et suffisant pour obtenir des résultats statistiquement significatifs.

Raffinement

Avant chirurgie : Les animaux seront acclimatés pendant les 5 jours suivant leur arrivée aux conditions de température et d’humidité de l’animalerie. Ils seront deux par cage (enrichie en tunnel de camouflage, bâtonnets de bois et papier Kraft). Il y aura une période d’habituation des animaux aux manipulations par les personnes intervenantes sur ce projet avant toute expérimentation. Après chirurgie : Les chirurgies se feront sous anesthésie générale et en étant vigilant sur les conditions d’asepsie. Une surveillance continue de l’état de l’animal aura lieu de l’induction de l’anesthésie au réveil de l’animal. Pendant toute la durée de l’expérimentation, les animaux seront observés individuellement tous les jours et pesés 3 fois par semaine. Le traitement sera administré en fonction du poids des animaux.

Choix des espèces

Nous utiliserons des rats adultes jeunes et matures sexuellement (180-250g au début de l’étude). Ils pourront être étudiés pendant un maximum de 3 mois après la réalisation de la chirurgie. Cet âge a été choisi car les animaux sont suffisamment matures dans leur développement mais leur taille reste compatible avec les outils d’acquisition qui sont réalisés dans un espace restreint.

500 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un trou est foré dans le crâne de chaque animal sous anesthésie et une sonde y est scellée au ciment dentaire et à trois vis, avant des recueils de liquide céphalorachidien pouvant durer neuf heures, pour mesurer l'effet de molécules à tester sur les neurotransmetteurs. Le porteur signale des nuisances liées à l'opération et à l'hébergement individuel, et les rats sont ensuite tués au CO2 pour prélever le cerveau et vérifier la position de la sonde. Il justifie le recours au rat par la "nécessité" de tester les molécules sur un système nerveux "intègre".

Objectifs

La technique de microdialyse va permettre de vérifier l'activité sur différents systèmes neurochimiques centraux d'une molécule à tester. Ceci permettra de comprendre son mode d'action mais également de vérifier son innocuité, son absence d'effets indésirables sur certaines zones du cerveau. On pourra ainsi confirmer des effets comportementaux observés, cibler certaines pathologies ou alors s'assurer par exemple que les nouvelles molécules testées n'interagissent pas avec les circuits de la récompense et n'aient pas de propriétés addictives.

Bénéfices attendus

La mise en place de ce projet va permettre de comprendre les mécanismes fins d'action de nos nouvelles molécules au niveau synaptique, d'établir des corrélations avec des observations comportementales. Ce projet permettra de cibler certaines pathologies présentant des altérations neurochimiques bien déterminées (Alzheimer, Parkinson, schizophrénie...) ou alors s'assurer par exemple que les nouvelles molécules testées n'interagissent pas avec les circuits de la récompense et n'aient pas de propriétés addictives.

Procédures

La technique de microdialyse se décompose en 2 phases: - implantation d'un guide canule au niveau du cerveau : l'animal est anesthésié (kétamine/xylazine), un trou est foré au niveau du crâne et la sonde est positionnée et scellé avec du ciment dentaire et 3 vis. L'ensemble de la procédure dure maximum 45 minutes. - recueil des dialysats : l'animal est placé dans une enceinte, une sonde est insérée dans le guide canule et du liquide céphalo-rachidien artificiel mis à circuler à un débit déterminé (0.5 à 2 µl/min). Un échantillon de liquide céphalo-rachidien est collecté toutes les 20 à 30 minutes sur une durée de 9h maximum.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sur les animaux peuvent avoir plusieurs origines : - nuisances liées aux suites de l'opération d'implantation (mauvaise récupération post anesthésie, plaie sur le crâne mal cicatrisée) - Hébergement individualisé - Lors du recueil, problème de tolérance au nouveau produit à tester.

Devenir

Les animaux issus des sessions de recueils sont sacrifiés à l'aide d'une concentration croissante de CO2, les cerveaux sont prélevés afin de vérifier la bonne implantation des sondes.

Remplacement

L’utilisation de rats en microdialyse est justifiée par la nécessité de pouvoir tester sur un système nerveux intègre l'effet de nouvelles molécules. En effet, l'objectif de la microdialyse est de mesurer l'évolution au cours du temps de la quantité de différents neurotransmetteurs au niveau de la fente synaptique. Cette libération de neurotransmetteurs peut être influencée par les nombreuses interactions des systèmes neurochimiques situés dans d'autres structures que celle recevant la sonde de microdialyse.

Réduction

L'intérêt de la microdialyse est qu'elle permet notamment d'observer les effets d'un traitement sur un animal vigile avec plusieurs observations au cours du temps, cet animal étant son propre témoin. Cette technique permet ainsi de limiter le nombre d'animaux utilisés.

Raffinement

Un effort important a été réalisé afin d'optimiser l'anesthésie des animaux au moment de l'implantation du guide canule. L'association kétamine / xylazine permet une sédation et une analgésie correcte et couvrant largement le temps de l'opération. Jusqu’à 3 jours après l’implantation, si l’animal présente des signes de mal être (poils hérissé, yeux mi-clos, prostration) alors il reçoit une administration de carprofène (une administration s.c. par jour maximum, 5 mg/kg, 1ml/kg, Carprofelican, Dechra, 50 mg/mL, dilué 10 fois). Si après 3 jours, nous ne constatons pas d’évolution de l’état du rat alors il est euthanasié. Si nous constatons dans les 3 jours que la plaie ne cicatrise pas (présence de saignements / croutes, boursouflures) l’animal peut être à nouveau réanesthésié (isoflurane) afin de refaire des points de sutures. Si 5 jours après le réveil de l’anesthésie, un animal n’a pas repris de poids, alors il est euthanasié. Pour compenser l'hébergement individualisé des animaux, un enrichissement du milieu (balles, blocs de bois, lambeaux de papier) est ajouté dans la cage. Les cages d'hébergement en polycarbonate transparent sont placées côte à côte afin de favoriser le contact visuel entre animaux.

Choix des espèces

- La taille adéquat de l’animal : ni trop petit pour des microdissections de structures déterminées du cerveau, ni trop gros pour des problèmes de gestion et d’organisation d’un laboratoire. - Le rat est déjà largement caractérisés d’un point de vue comportemental et neurochimique et il a un système nerveux suffisamment évolué pour extrapoler à l’homme certains résultats. De plus, la neuroanatomie est particulièrement bien détaillée chez le rat et il existe de très bons atlas stéréotaxiques permettant des implantations précises (par ex : Paxinos et Watson, 1996). Les animaux sont utilisés à l'âge adulte. En effet, les coordonnées stéréotaxiques des structures d'intérêt sont obtenues à partir d'atlas stéréotaxiques déterminés pour des animaux adultes.

720 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, hors animaux reproducteurs et de maintien de la lignée. Porteuses d'une mutation reproduisant l'ataxie de Friedreich, les homozygotes développent une ataxie vers trois mois et sont suivies par des tests comportementaux réguliers et des électromyogrammes, avant l'injection d'un vecteur de thérapie génique et une mise à mort à neuf mois pour analyses. Le porteur qualifie ces tests de comportement d'"indolores et sans stress" pour l'animal. Il affirme qu'aucune méthode alternative ne permet d'évaluer cette approche et qu'une validation in vivo est "indispensable".

Objectifs

L’ataxie de Freidreich (AF) est une maladie génétique rare qui se caractérise par une maladie neurologique avec une dégradation progressive des fonctions motrices et sensorielles qui conduit à une perte des mouvements volontaires. La maladie est dû a une perte de frataxine, une protéine essentielle pour le bon fonctionnement des neurones. Les approches thérapeutiques pharmacologiques développées ciblant principalement les effets secondaires sont à ce jour faiblement efficaces et l’AF reste une maladie incurable. Une approche de thérapie génique permettant de restaurer les taux physiologiques de frataxine est en cours de développement. Un nouveau modèle murin avec une mutation ponctuelle dans la frataxine a été généré, afin de mimer les effets d’une mutation ponctuelle identifiée chez certains patients. Ce modèle est en cours de caractérisation, mais nous savons que ce modèle développe un phénotype neurologique progressif entre 3 et 9 mois, similaire à la maladie humaine. Ce modèle murin nous permettra donc de comprendre les états précoces de la maladie, et de développer une approche préclinique de thérapie génique. Le projet a 2 axes : 1) caractériser le phénotype neurologique du modèle au cours du temps, notamment au cours des trois premiers mois et 2) appliquer et optimiser un protocole de thérapie génique avec un vecteur permettant d’exprimer la frataxine à des niveaux proches de l’endogène.

Bénéfices attendus

Il y a plusieurs bénéfices attendus de ce projet. Le premier sera de valider ce nouveau modèle qui présente des faibles taux de frataxine de façon ubiquitaire et une mutation retrouvée chez l’Homme. Ce modèle pourra être utiliser pour continuer à comprendre la pathophysiologie de la maladie afin de développer des nouvelles approches thérapeutiques. Le deuxième bénéfice sera de continuer à développer au niveau préclinique une approche de thérapie génique.

Procédures

A partir de la naissance les animaux seront observés 2x /semaine (pour surveiller leur poids et taille). Des tests de comportement indolores et sans stress pour l’animal, effectués par le même expérimentateur, nous permettront d’identifier avec précision les défauts locomoteurs et de suivre l’évolution du phénotype. Les tests seront utilisés en conformité avec la littérature et les procédures établies au laboratoire. Ces tests seront effectués tous les 15 jours jusqu’à 12 semaines, et ensuite 1 fois par mois jusqu’à l’âge de 9 mois. Des mesures d’électrophysiologie par électromyogramme (EMG) seront effectués afin de mesurer la réponse proprioceptive des animaux et de corréler ses résultats aux données comportementales à 2 et 3 mois, puis 1 fois tous les 2 mois. A 9 mois, les souris seront mises à mort et les tissus d’intérêt seront prélevés pour des analyses biochimiques et histopathologiques. (Procédure 1) Une deuxième cohorte de souris sera générée pour le prélèvement de tissus pour une caractérisation biochimique et histopathologique, à différents temps (naissance, 7 jours, 3 semaines, 6 semaines, 3 mois et 6 mois), ce qui correspond à différentes phases clés dans la progression de la maladie. Le point de 9 mois sera obtenu à partir de la cohorte de la procédure 1. (Procédure 2) Enfin deux autres cohortes seront générées pour évaluer une approche de thérapie génique, d’abord en pré-symptomatique puis en postsymptomatique. Après injection intraveineuse du vecteur médicament (vecteur exprimant la frataxine) soit avant symptômes (Procédures 3) ou après l’apparition des symptômes (Procédure 4), des tests de comportements ainsi que des mesures d’électrophysiologie seront effectués comme en procédure 1 pour évaluer l’effet thérapeutique. A 9 mois, les souris seront mises à mort pour prélèvement de tissus pour des analyses.

Impact sur les animaux

Les lignées utilisées pour l'élevage sont maintenues à l’état hétérozygote, portant un seul allèle muté et un allèle sauvage. Elles n'ont pas de phénotype dommageable et ne nécessitent donc pas de surveillance particulière. Seuls les animaux homozygotes pour la mutation du gène de la frataxine issues des croisements entre deux souris hétérozygotes ont une réduction de la taille globale et développent des symptômes d’ataxie vers le 3ème mois, aspect qui nécessite d’être affiné. De la nourriture gélifiée sera proposée aux animaux dès l’apparition des signes de la maladie, détectés par les tests de comportement que nous effectuerons.

Devenir

Pour des analyses biochimiques et histologiques une mise à mort est nécessaire en fin de procédure en respectant les points limites et la progression de la maladie.

Remplacement

Ce projet vise à optimiser une approche de thérapie génique pour l’ataxie de Friedreich afin d’améliorer la vie des patients et de ralentir la progression de la maladie, voire la stopper de façon pérenne sans induire des effets secondaires invalidants. Tous les outils moléculaires utilisés ont été testés dans des cellules en culture mais il est indispensable de réaliser une validation in vivo sur un modèle murin de la maladie. Ce modèle est le premier modèle qui reproduit génétiquement une mutation ponctuelle retrouvée chez l’homme.

Réduction

Il est estimé que le projet mobilisera sur 5 ans un maximum de 720 animaux hors animaux reproducteurs et maintien de la lignée. Toutes les procédures sont conçues pour diminuer le nombre d’animaux utilisés, tout en tenant en compte du nombre minimum nécessaire pour pouvoir appliquer les tests statistiques adaptés. Les travaux de notre équipe et les données préliminaires de nos collaborateurs nous permettent d’estimer le nombre de souris pour avoir une valeur statistique suffisante (20 souris par condition pour les tests de comportement et 10 souris par condition pour les analyses biochimiques et histologiques). Autant que possible, les mêmes animaux seront utilisés pour réaliser les analyses fonctionnelles, histologiques, moléculaires et biochimiques. Si aucun phénotype moléculaire/histologique n'est observé à 6 semaines, les cohortes prévues pour les points plus précoces ne seront pas générés. En l’absence de différence entre les mâles et les femelles, les données seront combinées afin de diminuer de moitié l’effectif.

Raffinement

Les animaux seront observés quotidiennement et leur poids et taille seront mesurés 2x / semaine. Dès les premiers signes cliniques (défauts à la locomotion ou perte de poids), de la nourriture gélifiée sera mise à leur disposition dans la cage. Des points limites prédictifs sont déjà établies et validés par la communauté scientifique avec un « scoring » adapté aux modèles d’ataxie.

Choix des espèces

Il n’existe à ce jour pas de méthodes alternatives pour évaluer la pertinence d’une approche de thérapie génique pour le traitement de l'Ataxie de Friedreich, notamment de la composante neurologique de la maladie. Il est alors nécessaire d’utiliser un modèle animal pour comprendre et proposer des approches thérapeutiques de la pathologie. La frataxine humaine sauvage est capable de compenser l’absence de frataxine murine endogène dans des modèles cellulaires et murins. Malgré l’existence de modèles cellulaires, une étude chez l’animal est indispensable pour déterminer la pertinence de cette approche de thérapie génique et afin d’établir une preuve de concept et l’innocuité de cette stratégie. Cette étape préliminaire est cruciale avant de pouvoir considérer une application chez l’Homme. Les études aux stades post-nataux débuteront à la naissance et se termineront à 9 mois au plus tard, et avant d’atteindre les points limites fixés dans cette étude. Nos collaborateurs ont déjà établi que les animaux avaient un phénotype à 3 mois, mais n’ont pas testé les stades avant.

800 souris et 1 520 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des microhémorragies cérébrales leur sont provoquées par injection intracarotidienne de cyclodextrines ou par injection intracérébrale stéréotaxique de collagénase, suivies de tests comportementaux et d'imagerie IRM et TEP répartis sur douze mois. Le porteur indique des gênes possibles comme une perte d'appétit, une baisse de motivation ou une anxiété, et une mise à mort échelonnée pour examen du cerveau. Il affirme qu'un projet de neurosciences intégratives ne peut être mené avec des méthodes in vitro et nécessite un modèle animal.

Objectifs

Notre projet repose sur l'utilisation de 2 modèles pré-cliniques de microhémorragies cérébrales (MHC), chacun ayant leur intérêt et leur spécificité. En effet, le 1er modèle permet de développer des MHC disséminées dans tout le cerveau du rongeur, modèle se raprochant ainsi des cas cliniques retrouvées dans certaines maladies neurodégénératives telles que l'angiopathie amyloide cérébrale. Ce modèle innovant repose sur l’utilisation de cyclodextrines (CD) qui, à forte dose, deviennent toxiques pour les barrières biologiques comme la barrière hématoencéphalique (BHE), et ainsi « érodent » les membranes cellulaires endothéliales et permettent ainsi d’obtenir des MHC disséminées. Ce modèle a été validé chez la souris, mais, afin d’optimiser la résolution de nos analyses, nous souhaitons transposer ce modèle chez le rat. Nous pourrons ainsi améliorer la détection et l’évaluation des mécanismes impliqués dans la survenue de MHC. Le 2ème modèle a but pour d'induire une MHC unique au niveau cortical. Ce modèle a l'avantage de connaitre précisément la localisation de la microlésion et ainsi d'en étudier son impact direct sur le tissu environnant et son impact fonctionnel (cognitif et métabolique) de façon reproductible. Ce modèle repose sur l'injection stéréotaxique de collagénase et a été validé chez la souris. Ainsi, notre projet repose sur 3 axes essentiels: (i) Etudier la modulation des régulateurs hémostatiques dans le parenchyme de cerveaux de rats soumis à des microhémorragies disséminées. Les régulateurs de la coagulation et de la fibrinolyse seront examinés au niveau des microvaisseaux cérébraux pour évaluer l’altération de l’hémostase locale. De même, afin d’être au plus proche de la réalité clinique, nous souhaitons travailler sur des animaux des 2 sexes et plus âgés. (ii) Moduler pharmacologiquement les mécanismes impliqués lors de la survenue de MHC, notamment au niveau des régulateurs hémostatiques et de la neuroinflammation. (iii) Etudier les mécanismes physiopathologiques impliqués suite à l'induction d'une MHC unique et leur modulation pharmacologique dans une lignée de souris sauvages et dans une lignée transgénique portant un gène APP humain muté (souris APPJ20) et les corréler à l'évolution du déclin cognitif.

Bénéfices attendus

Ce projet a l'avantage de proposer 2 modèles différtents de MHC (unique et disséminées), ce qui permet d'étudier les différents aspects de ces micolésions. En effet, les conséquences cognitives et tissulaires à plus ou moins long terme ne sont pas les mêmes. De même, ces 2 profils sont retrouvés en clinique humaine et les médecins sont souvent impuissants quant à la prise en charge de ces microlésions. Grâce à ces 2 approches, nous pourrons mieux comprendre les mécanismes d’action et les conséquences des microhémorragies cérébrales, à court terme et à long terme et envisager, des projets de recherche translationnels avec la clinique.

Procédures

L'ensemble des animaux de ce projet va subir une chirurgie qui sera différente en fonction du modèle de MHC utilisé (injection de CD en intracarotidien pour le modèle MHC disséminées, injection en intracérébral par stéréotaxie pour le modèle MHC unique). Ces chrirugies se feront sous anesthésie générale à l'isoflurane qui durera entre 10 et 30 minutes en fonction du modèle. Tous les animaux du modèle de MHC unique seront soumis à une IRM de controle à 24h. Puis, l'ensemble des animaux réalisera des tests comportementaux à différents temps post-induction afin d'évaluer l'impact de la survenue des MHC au niveau moteur et cognitif. Ces évaluations sont généralement étalées sur plusieurs semaines (2 à 8 semaines selon le test utilisé). Par la suite, pour chaque temps d'intérêt, certains animaux (5 par groupe et par temps) seront soumis à une IRM afin d'évaluer la charge microhémorragique cérébrale et/ou à une TEP FDG afin d'évaluer le métabolisme cérébral in vivo. En fonction de la séquence utilisée en IRM, la procédure peut durer entre 15 et 30 minutes et 30 minutes d'acquisition pour la TEP FDG.

Impact sur les animaux

L'induction des MHC chez les animaux se fait par une chirurgie réalisée sous anesthésie. Malgré nos précautions, il se peut que que cela entraine une gêne chez l'animal à plus ou moins long terme (perte d'appétit, de motivation, augmentation de l'anxiété). De même, les animaux subiront au maximum 5 acquisitions réparties sur 12 mois (IRM et TEP-FDG) nécessitant une anesthésie non invasive sous isoflurane pouvant entrainer un stress et un mal-être chez l'animal mais qui reste proche de l'induction et dont les effets sont minimes et à court terme. Enfin, il se peut que l'animal subisse une douleur trainsitoire lors de l'injection intrapéritonéale de produit radioactif lors de la procédure d'évaluation du métabolisme cérébral (TEP-FDG). Cette douleur sera temporaire et sans conséquence car le volume et la quantité de rayonnement injectés restent faibles (équivalent à une radiographie classique). La mise en place d'une surveillance rapprochée et de points limites permettra de limiter au maximum ces gènes potentielles.

Devenir

L'esemble des animaux seront gardés en vie à l'issu des procédures d'induction de MHC unique ou disséminées (procédures modérées, 800 souris et 1520 rats). Ils seront également gardés en vie après la procédure IRM ou d'évaluations comportementales (procédures légères). Ils seront mis à mort à plusieurs temps post-induction (1,5-3-6-9 et 12 mois) pour examen histologique et immunohistochimique de leur cerveau (injection létale de pentobarbital (doléthal®, 182.2mg/kg) en IP, procédure sans réveil).

Remplacement

Il s'agit d'un projet portant sur l'impact des MHC avec des approches neuronales, vasculaires et comportementales . Un tel projet de neurosciences intégratives ne peut être mené avec des méthodes alternatives in vitro et nécessite l'utilisation d'un modèle animal.

Réduction

L’ensemble des procédures expérimentales nécessaires à l’accomplissement de ces études requiert un nombre total de 2320 animaux (1520 rats et 800 souris). Le nombre minimal nécessaire d'animaux a été défini pour assurer la validité scientifique et statistique des résultats (différences statistiquement observables entre les animaux traités et les animaux contrôles). Les études comportementales et la réponse aux traitements présentent une certaine hétérogénéité qui nécessite d'avoir un nombre d'animaux suffisant par lot ainsi que plusieurs lots pour valider les résultats. Les données et les analyses statistiques sont conformes aux recommandations sur la conception expérimentale et l'analyse en pharmacologie. Ainsi, des études statistiques seront réalisées à l'aide de tests paramétriques (Test t de Student) ou non paramétriques (Test de Mann-Whitney) selon la normalité de la distribution (déterminée via le test de Shapiro-wilk). Pour les évaluations longitudinales, nous utiliserons une ANOVA à deux facteurs (analyse des variances de façon bidirectionnelle). Pour l'ensemble de ces analyses, les différences seront significatives lorsque p≤0,05.

Raffinement

Dans tous les cas, l'ensemble des procédures expérimentales sera réalisé en limitant au maximum (durée et intensité) toute douleur et/ou stress pour les animaux, et en étant particulièrement vigilant sur les points limites afin de respecter au mieux le bien-être animal. Les conditions d'hébergement sont optimisées avec un environnement contrôlé (température, pression , humidité de l'air), avec enrichissement.

Choix des espèces

Le retentissement des conséquences neurologiques induites par cette ces procédures varie en fonction des espèces choisies. En accord avec ces données de la littérature et surtout afin de stabiliser la reproductibilité des lésions cérébrales contribuant à terme à réduire le nombre d’animaux opérés, nous avons choisi des rats Wistar sur fond génétique stable et/ou des souris C57bl6 homozygotes stables. Pour étudier l’impact des MHC dans un contexte neurodégénératif, nous avons aussi fait le choix de souris génétiquement modifiées (APPJ20) développant des lésions caractéristiques de la maladie d'Alzheimer. Le choix de 2 espèces de rongeurs repose sur les recommandations STAIR et est adapté à l’évaluation expérimentale. Pour l’évaluation d’agents pharmacologiques, nous utiliserons des rats et des souris âgés de 10 semaines, âge où les souris ont acquis une maturité cérébrale et dont nous avons déjà une expertise dans notre modèle. Pour les études autour des régulateurs hémostatiques chez le rat, nous utiliserons également des animaux plus âgés (autour de 12 mois de vie) où les mécanismes délétères liés à l’âge se mettent en place.

24 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur étudie une lignée porteuse d'une mutation liée à une déficience intellectuelle humaine, au moyen d'une batterie de tests comportementaux nommés, labyrinthe en Y, rotarod, mesure de la force musculaire, reconnaissance sociale et réponse à des stimuli sonores jusqu'à 110 décibels. Il indique comme effets un stress d'isolement et des douleurs modérées, avant une mise à mort par dislocation cervicale pour analyse du cerveau. Il affirme que le modèle souris est "nécessaire" pour étudier la mutation à l'échelle de l'"organisme entier".

Objectifs

Les déficiences intellectuelles (DI) se caractérisent par des limitations significatives du fonctionnement intellectuel et des comportements inadaptés, qui impactent de nombreuses aptitudes sociales et pratiques quotidiennes. Ce handicap se manifeste avant l'âge de 18 ans et touche 1 à 3 % de la population générale. En France, cela représente environ 3,5 millions de personnes dont Le spectre des handicaps varie considérablement d'une personne à l'autre, allant de symptômes légers à sévères. L'apprentissage et la mémoire sont des processus nécessaires pour que les individus développent un fonctionnement intellectuel et un comportement adaptatif indispensables à une vie normale, ils sont associés à des processus moléculaires complexes au niveau des cellules nerveuses. Nos collaborateurs cliniciens ont identifié une mutation rare d’un gène chez des patients atteints de déficience intellectuelle. Les patients sont tous de sexe masculin et sont issus de familles consanguines. Ainsi, nous avons généré une lignée de souris avec la même mutation du gène humain et notre objectif est d’étudier les effets de cette mutation sur les cellules nerveuses ainsi que le comportement des souris, ce qui nous permettra de comprendre comment les effets cellulaires peuvent conduire au déficit intellectuel pour améliorer la compréhension de la maladie et permettre la découverte de nouvelles thérapies. Nous appliquerons, sur notre modèle de souris mutante, une large batterie de tests comportementaux pour évaluer les différentes fonctions cognitives et neurologiques.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à comprendre comment la mutation de notre gène d’intérêt conduit à déficit intellectuel décrit chez l’homme. La caractérisation comportementale et moléculaire de la souris mutante sera essentielle pour identifier les déficits des circuits cérébraux causés par la mutation. À l'avenir, ce modèle pourrait être essentiel pour tester la pertinence thérapeutique des cibles moléculaires.

Procédures

Tous les animaux vont être soumis à l’ensemble des protocoles suivants selon l’âge: 9 semaines : implantation sous cutanée de puce pour identification de taille 2x12mm sous anesthésie générale. Durée : moins d’une minute 11 semaines : Etude de l'activité locomotrice dans des cages individuelles pendant 35 heures. 12 semaines : test du labyrinthe en Y, les souris explorent librement pendant 5 minutes. 13 semaines : Live mouse tracker, permet de mesurer le comportement individuel d’animaux en groupe par détection vidéo. Durée : 3 jours et 3 nuits. 14 semaines : *Analyse de l'apparence physique, du poids corporel, des réflexes neurologiques et des capacités motrices sensorielles. Durée : 5min. *Mesure de la force musculaire maximale des membres antérieurs et postérieurs avec une grille. Durée : moins de 5min. * Mesure de la capacité d'un animal à maintenir son équilibre sur un cylindre en rotation. Trois essais de 5min par souris, soit au total 15min. 15 Semaines : Reconnaissance sociale : évalue la préférence d'une souris pour un congénère par rapport à un objet placé dans un compartiment opposé. Le test est effectué pendant 2 jours consécutifs. La durée est de 10min le premier jour et 20min le 2eme jour. 16 Semaines : *Etude des possibles altérations des capacités de filtrage de l’information des animaux : différents stimuli sonores (entre 65 et 110dB) pour une durée maximale de 40ms sont aléatoirement émis et les réactions de l’animal sont enregistrées. La session dure environ 48min. *Etude des capacités de conditionnement aversif : Les animaux sont placés dans une enceinte avec des stimuli acoustique et visuel, d’une durée de 20 sec. La dernière seconde où les stimuli sont présentés, un choc électrique d’intensité modérée (1sec, 0.4mA) est délivré à la souris par le plancher. La durée est de 6min 20sec le premier jour et de 14min le deuxième jour. 17 semaines : *Etude de la sensibilité thermique : Placement de l’animal sur une plaque chaude, ne provocant pas de brulure, retrait de l’animal dès la première réaction de douleur d’une des pattes arrière (par exemple léchage ou soulèvement brusque…). Le temps maximum est de 30sec. * Etude de la sensibilité plantaire aux chocs électriques : détermination de la non-altération des capacités des souris à percevoir un choc électrique plantaire d’intensité modérée. Durée totale est de 4 à 5min par souris. 18 semaines : un prélèvement sanguin à la veine temporale superficielle sera appliqué à toutes les souris.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus sur les animaux sont liées aux procédures expérimentales qui seront appliquées aux souris, et sont: le stress de l’isolement, douleurs modérées et contention et prélèvement sur animal vigile. La prise en charge de chaque nuisance est prévue.

Devenir

A la fin de la procédure, toutes les souris seront euthanasiées par dislocation cervicale pour l'analyse histologique et moléculaire.

Remplacement

Une partie de l’étude de caractérisation du gène ne nécessite pas l’utilisation d’animaux vivants et est étudié in vitro sur des lignées cellulaires modifiées génétiquement. Cependant, le modèle animal reste indispensable et nécessaire pour identifier l’effet de la modification du gène à l’échelle de l’organisme entier dans le cadre du déficit intellectuel ; le système in vitro ne pouvant apporter un même niveau d’information.

Réduction

Au total 24 animaux seront nécessaires à ce projet. Pour réduire le nombre d’animaux et éviter tout doublon, les mêmes animaux seront utilisés pour réaliser les tests comportementaux et l'étude des structures cerebrales. Le nombre de souris utilisées dans cette étude a été calculé en tenant compte notamment de la variabilité inter-individus mais également pour l’application de tests statistiques adéquats : le test t de Student ou le test de MannWhitney selon la normalité des données.

Raffinement

Nous réduirons au maximum les techniques douloureuses ou stressantes. Les animaux seront hébergés dans les meilleures conditions possibles dans un environnement contrôlé permettant une réduction du stress. Chaque animal sera suivi tout au long de l’expérience afin de détecter tout indicateur de souffrance, en cas d’observation de la moindre douleur, les souris recevront un traitement analgésique, et si cette douleur devait persister, les animaux seront euthanasiés pour éviter toute souffrance. Les animaux seront pesés et observés toutes les semaines en plus du suivi quotidien habituel. Une anesthésie gazeuse sera appliquée lors de la procédure d’identification des souris par puce électronique.

Choix des espèces

Le modèle souris est très pertinent et est necessaire pour étudier de la modification de notre gène d'intêret à l’échelle de l’organisme entier dans le cadre du deficite intellectuel. Les animaux seront agèes de 9 semaines environ au début des tests comportementaux, afin d'étudier des animaux adultes.