Décrire les objectifs du projet (par exemple, répondre à certaines interrogations scientifiques ou à des besoins scientifiques ou cliniques).
L’ocytocine est une molécule libérée par les neurones du cerveau, connue pour son rôle dans la lactation et lors de l’accouchement. Cependant, des études récentes montrent que l’ocytocine a aussi une action sur le cerveau lui-même, et que cette action favoriserait les comportements sociaux et maternels. Ainsi, l’ocytocine est considérée comme une hormone ayant un effet « pro-social » mais ses mécanismes d’action sont encore méconnus. L’objectif de cette étude est de comprendre comment l’ocytocine agit sur les neurones du cerveau lors des comportements maternels. Chez la plupart des mammifères, l’olfaction joue un rôle central pour les interactions entre individus et en particulier entre adultes et leurs progénitures. Chez la souris, le cortex olfactif présente une densité exceptionnelle de récepteurs à l’ocytocine par rapport à d’autres régions cérébrales, notamment chez les femelles, avec une densité accrue chez les mères par rapport à des femelles vierges. Aux vues de cette forte expression chez les mères, nous faisons l’hypothèse que l’ocytocine dans le cortex olfactif est impliquée dans les comportements maternels chez les souris femelles. Pour tester cette hypothèse, nous réaliserons des expériences de comportement en présence de souriceaux âgés de 1 à 10 jours ou de leurs odeurs, et nous manipulerons la transmission ocytocinergique dans le cortex olfactif pour tester le rôle de l’ocytocine dans ces comportements. Nous enregistrerons également l’activité des neurones du cortex olfactif en parallèle de la respiration lors de ces expériences. Nous utiliserons des électrodes très fines placées au préalable dans les régions cérébrales impliquées. Le grand nombre de neurones enregistrés via cette méthode nous permettra de réduire considérablement le nombre d’animaux utilisés. Nous utiliserons des tests statistiques et des études pilotes pour déterminer le nombre d’animaux nécessaires à nos expériences. Pour tester le rôle de l’ocytocine, nous ciblerons les neurones qui libèrent de l’ocytocine ou bien ceux qui répondent à l’ocytocine. Pour cela, des injections d’agents pharmacologiques seront nécessaires et nous devrons faire exprimer des molécules spécifiques dans le cerveau grâce à des adénovirus injectés au préalable. Nous quantifierons l’expression des comportements maternels et l’activité des neurones tout en veillant au bien-être des souris et souriceaux.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet? Expliquer en quoi le projet pourrait faire progresser les connaissances scientifiques ou quels bénéfices les êtres humains, les animaux ou l’environnement pourraient en tirer à terme. Le cas échéant, distinguer les bénéfices à court terme (pendant la durée du projet) et les bénéfices à long terme (susceptibles d’être obtenus après l’achèvement du projet).
Chez les Mammifères, la mise en place des comportements maternels est essentielle pour la survie des petits et de l’espèce en général. Chez l’Homme, il est notamment connu que le lien entre mère et enfant est facilité par la neurohormone nommée oxytocine, libérée dans la circulation sanguine de la mère lors de l’accouchement. Nous savons également que les odeurs jouent un rôle important et bénéfique dans le lien entre mère et enfant, un lien qui peut être affecté dans certaines situations, notamment lors de certains accouchements par césarienne (les taux d’oxytocine libérés sont alors plus limités). Ce projet permettra de mieux comprendre comment le cerveau s’adapte lorsqu’il s’agit de mettre en place des comportements maternels et le rôle des odeurs dans ce processus. A terme, il pourrait permettre de mettre en place des stratégies pour faciliter l’établissement de ces comportements chez l’Homme dans des situations problématiques liées à la maternité. Cette perspective est d’autant plus réaliste que l’administration d’ocytocine par voie intranasale est déjà réalisée chez des enfants autistes pour améliorer leurs relations sociales.
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale (par exemple, injections, procédures chirurgicales)? Indiquer le nombre et la durée de ces procédures.
Les souris seront utilisées lors de tâches comportementales en présence de souriceaux ou de leurs odeurs. Ces tâches de courte durée (1h environ) auront lieu quotidiennement pendant les phases d’expérimentation (durée maximum de 2 mois). Notre étude nécessitera de réaliser des injections (moins de 3min par injection/jour, environ 6 injections par souris espacées d’un minimum de 48h) chez les souris adultes. Avant les tâches, les souris seront progressivement habituées aux injections et à la contention associée. Dans une série d’expérience, afin de pouvoir présenter les odeurs aux souris de manière précise et juste devant leur nez, nous devrons maintenir leur tête en position fixe au sein du dispositif comportemental qui permet de délivrer les odeurs. La durée de contention par maintien de la tête n'excédera pas 1h et sera réalisée après une habituation progressive. Afin de comprendre le fonctionnement du cerveau lors des tâches réalisées, certaines souris seront équipées d’implants cérébraux qui permettent d’enregistrer l’activité de dizaines de neurones en cours de comportement. L’implantation de ces équipements et la réalisation de ces expériences nécessitent la réalisation de chirurgies en amont des tâches (maximum 2 chirurgies par animal, durée 1-6h). A la fin de l'expérimentation, les souris seront soumises à une perfusion afin de préserver les tissus cérébraux et d'effectuer des contrôles histologiques (durée de la procédure inférieure à 20min, réalisée sous traitement anesthésique et analgésique).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux, par exemple, douleur, perte de poids, inactivité/mobilité réduite, stress, comportement anormal, et la durée de ces effets?
Les souris utilisées dans ce projet seront mises en présence de souriceaux (ou d’odeurs de souriceaux) et nous observerons leur comportement pour quantifier leur capacité à en prendre soin. Les souriceaux pourront être brièvement séparés de leur mère le temps de réaliser ces tests, ce qui correspond à un stress modéré car réduit dans la durée. Pour limiter ce stress, il sera parfois possible de sédater ou anesthésier les souriceaux, ce qui nécessite d’injecter des substances médicamenteuses via des injections sous-cutanées réalisées à l’aide d’aiguilles très fines. Afin de pouvoir tester le rôle de l’ocytocine dans ces comportements, nous utiliserons des méthodes qui permettent de cibler les neurones capables de libérer de l’ocytocine ou bien les neurones qui répondent à l’ocytocine lorsqu’elle a été libérée. Pour cela, nous devrons faire exprimer des molécules spécifiques dans le cerveau des souris adultes grâce à l’expression d’adénovirus injectés au préalable et des injections d’agents pharmacologiques seront nécessaires. Ces injections représentent potentiellement une légère nuisance pour les animaux car elles nécessitent de les maintenir immobiles pendant la durée de l’injection (contention). Pour pouvoir enregistrer l’activité des neurones dans les souris, nous utiliserons des électrodes très fines placées au préalable dans les régions cérébrales impliquées. Un hébergement en cage individuelle enrichie sera parfois nécessaire pour éviter que ces électrodes ne soient pas détruites par les congénères. Les souris pourront être connectées via un câble fin au système d’enregistrement ce qui peut générer une légère gêne. De plus, les odeurs étant très volatiles, il nous faudra maintenir la tête des souris proches de la source d’odeurs dans certaines expériences, en réalisant une fixation de leur tête limitée dans la durée.
Quelles espèces et combien d’animaux est-il prévu d’utiliser? Quels sont le degré de gravité des procédures et le nombre d’animaux prévus dans chaque catégorie de gravité (par espèce)?
Espèce
Nombre total
Nombre estimé par degré de gravité
Sans réveil
Légère
Modérée
Sévère
Souris (Mus musculus)
9860
Qu’adviendra-t-il des animaux maintenus en vie à la fin de la procédure?
Espèce
Nombre estimé d’animaux à réutiliser, à replacer dans l’habitat/le système d’élevage ou à proposer à l’adoption
Réutilisé
Replacé dans l’habitat naturel ou le système d’élevage
Proposé à l’adoption
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
L’euthanasie des 3630 souris adultes en fin d’expérimentation sera nécessaire pour prélever leur cerveau et faire l’analyse post-mortem des tissus cérébraux. Cette procédure sera réalisée par des expérimentateurs compétents et soucieux du bien-être animal, sous anesthésie profonde avec le degré d’analgésie recommandé par les services vétérinaires. La mise à mort sera ainsi indolore pour les animaux, avec une perte de conscience rapide. Les souriceaux seront aussi mis à mort à la fin des procédures si les mères ne peuvent pas être gardées en vie jusqu'au sevrage car ils ne peuvent être gardés en absence de leur mère (1700 souriceaux concernés). Il est possible de retarder l’euthanasie de la mère pour attendre le sevrage et ensuite les replacer au sein de la communauté des utilisateurs. Si la mère n’est pas utilisée pour des contrôles histologiques, les souriceaux seront gardés en sa présence et proposés à la communauté des utilisateurs pour une utilisation future potentielle, limitant ainsi le nombre d’animaux utilisés dans l’établissement (4530 souriceaux concernés).
1. Remplacement
Indiquer quelles sont les alternatives non animales disponibles dans ce domaine et pourquoi elles ne peuvent pas être utilisées aux fins du projet.
La souris fait partie de la famille des Vertébrés, comme l’Homme, et elle est capable de fonctions cognitives relativement complexes : elle représente donc un modèle d’étude particulièrement intéressant pour comprendre le fonctionnement du cerveau humain. Nous étudierons les circuits neuronaux des souris alors que ces dernières effectueront des comportements maternels : il nous faudra donc travailler avec des animaux vigiles. Par conséquent, il nous sera impossible de conduire cette étude in vitro. Enfin, dans l’état des connaissances actuelles, les questions que nous adressons ne peuvent malheureusement pas être réalisées in silico.
2. Réduction
Expliquer comment le nombre d’animaux prévu pour ce projet a été déterminé. Décrire les mesures prises pour réduire le nombre d’animaux à utiliser et les principes appliqués pour concevoir les études. S’il y a lieu, décrire les pratiques qui seront appliquées tout au long du projet pour limiter le plus possible le nombre d’animaux utilisés sans perdre de vue les objectifs scientifiques. Ces pratiques peuvent notamment consister en études pilotes, modélisation informatique, partage et réutilisation des tissus.
Le nombre total d’animaux requis pour ce projet est de 9860 (3630 souris adultes et 6230 souriceaux) sur 5 ans. Nous prévoyons de minimiser ce nombre en utilisant les mêmes souris dans des tests comportementaux différents, avec ou sans intervention sur le système ocytocinergique. Pour chaque condition testée, nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire pour pouvoir tirer des conclusions valables sur le plan statistique et tenant compte des aléas liés à ces approches expérimentales complexes. Ce nombre sera réduit davantage grâce à nos études pilotes qui permettront une optimisation des paramètres de nos expériences et raffiner notre approche statistique.
3. Raffinement
Donner des exemples des mesures spécifiques qui seront prises (par exemple, surveillance accrue, soins postopératoires, gestion de la douleur, entraînement des animaux) pour réduire au minimum les effets sur le bien-être des animaux (les nuisances causées). Décrire les mécanismes permettant d’intégrer de nouvelles techniques de raffinement pendant la durée de vie du projet.
Nos souris seront hébergées en portoir ventilé, dans des conditions qui favorisent l’expression de leurs comportements naturels : petits groupes sociaux (maximum 5 souris par cage) au moins jusqu’au début des tests comportementaux, cages enrichies d’éléments permettant de construire un nid (carré de coton, petites maisons en carton, frisures de papier kraft) ou de favoriser l’exploration (jouets). Les animaux seront acclimatés à leurs lieux d’hébergement/expérimentation et habitués de manière progressive aux procédures qu’ils vont rencontrer (notamment aux contentions et injections). Le bien-être de chaque animal sera évalué quotidiennement et une fiche de suivi individuel sera créée pour chaque procédure expérimentale. A partir des critères définis dans ces fiches, les expérimentateurs et techniciens animaliers seront informés des procédures à suivre pour limiter toute souffrance chez nos souris. L’utilisation de substances anesthésie et analgésique permettront de supprimer la souffrance des animaux lors des procédures qui le nécessitent. Les femelles accouplées seront séparées des mâles et mises en compagnie des « accompagnantes » dès l’arrêt de l’accouplement. Si une accompagnante est agressive, elle sera immédiatement remplacée. Lors des tâches comportementales : si des comportements agressifs envers les petits sont détectés, l’expérience sera immédiatement interrompue. Les souriceaux seront maintenus sur tapis chauffant pour les courtes périodes inter-essais, dans les rares cas où ils ne pourraient pas être retournés à leur mère. Ils seront frottés avec le matériau de leur nid d’origine avant d’être rendus à leur mère afin de favoriser leur ré-intégration (suivi de leur bien-être et points limites définis au préalable).
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents
Notre but est de comprendre les mécanismes impliqués dans une fonction cognitive complexe, à l’échelle de large ensemble neuronaux. Nous avons choisi le modèle souris car le cerveau murin présente de grandes similarités avec d’autres cerveaux de Mammifères, y compris l’Homme, et permet d’étudier les fonctions cognitives qui nous intéressent. L’effet positif de l’ocytocine sur les comportements sociaux a notamment été montré aussi bien chez la souris que chez l’Homme. Les odeurs jouent un rôle important dans le lien mère-progéniture, aussi bien chez l'Homme que chez la Souris. Le projet sera réalisé sur des animaux de 2-6 mois ce qui correspond chez cette espèce à l’âge adulte où l’animal est en pleine capacité d’apprentissage. Leur poids et leur taille sont stabilisés, et la taille du cerveau est homogène garantissant ainsi une bonne reproductibilité des sites d'injection et/ou d’implantation. Des souriceaux seront utilisés comme stimuli au cours des expérimentations car elles visent à comprendre les bases neurobiologiques des comportements maternels.
Raisons de l’appréciation rétrospective
Prévoit des procédures sévères
Utilise des primates non humains
Explication de l’autre raison de l’appréciation rétrospective