Décrire les objectifs du projet (par exemple, répondre à certaines interrogations scientifiques ou à des besoins scientifiques ou cliniques).
Nos objectifs scientifiques sont de découvrir le rôle du système glymphatique dans l’addiction à l’alcool, aussi nommée le « Trouble de l’Usage d’Alcool » (TUA), d’étudier les atteintes du système glymphatique provoquées par l’alcool et d’étudier si des molécules thérapeutiques potentielles améliorant le fonctionnement du système glymphatique peuvent diminuer les symptômes de l’addiction. Le TUA reste aujourd’hui un défi pour la santé publique à l’échelle internationale, étant donné les conséquences sanitaires de la consommation d’alcool (cancers, maladies cardiovasculaires et digestives, déficits cognitifs, démences précoces et troubles neurocomportementaux). L’addiction est marquée par le passage d'une consommation hédonique à une consommation compulsive avec perte du contrôle de sa consommation, conduisant peu à peu le patient dans un cycle pathologique de phases d’abstention et de rechute. Pendant les phases d’abstinence, l’individu expérimente un syndrome de sevrage fortement aversif et dysphorique qui précipite la rechute. Notre hypothèse de travail propose que l’amélioration du fonctionnement du système glymphatique pourrait constituer une piste thérapeutique pour traiter les symptômes spécifiques de l’addiction (par exemple, la compulsion, les rechutes) mais également les troubles cognitifs et anxieux observés dans le TUA. Le système glymphatique vient compléter la barrière hemato-encéphalique et permet l’existence d’un flux de liquide cérébrospinal dans le parenchyme cérébral, qui permet le drainage des déchets métaboliques . Il a été montré que ce système est impliqué dans les pathologies neurodégénératives (Alzheimer par exemple) provoquant une accumulation de déchets et une neuroinflammation causant la mort neuronale. Or, dans le cadre du TUA, l’alcool provoque le développement de démences précoces (encéphalopathie de Wernicke et syndrome de Korsakoff), ainsi que de la neuroinflammation. Par ailleurs, des études ont montré qu’un potentialisateur de la circulation de liquide cérébrospinal permet de réduire la sévérité du syndrome de sevrage. Nous souhaitons tester dans quel mesure le système glymphatique serait impliqué dans les troubles addictifs, anxieux et cognitifs présents chez les patients atteint de TUA.
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).
Le rôle du système glymphatique dans la mise en place de l'addiction à l'alcool, dans le maintien des comportements addictifs et en tant que piste thérapeutique anti-addiction n'a jusqu'ici pas été exploré. Ceci est en particulier dû au fait que ce système a été découvert récemment, pendant la décennie 2012-2022. Les travaux publiés montrent que le système glymphatique est très important dans la gestion de la neuro-inflammation cérébrale. Or cette dernière est un élément clé dans le développement et le maintien des pathologies addictives. Du fait de notre expertise dans la mise en place des modèles animaux d'addiction à l'alcool et de la possibilité d'accéder à leur étude par IRM petit animal, nous pensons que ce projet pourrait conduire à des résultats enrichissants sur la physiopathologie de l'addiction à l'alcool et conduire à de nouvelles approches thérapeutiques, non seulement pour traiter l’envie irrépressible de consommer, le risque de rechute et favoriser la réduction des consommations, mais également pour prendre en charge les déficits cognitifs présents chez les patients souffrant du TUA.
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 animaux seront exposés à l'alcool par différents biais (consommation libre, inhalation ou injection) sur des périodes allant de 8 semaines jusqu'à 1 an. Certains animaux subiront une chirurgie sous anesthésie générale et avec analgésie pré-opératoire pour l'implantation de canules (environ 30 min) dans des zones d'intérêt (structure cérébrale ou cisterna magna). A la suite de quoi les rats seront soumis à des tests comportementaux (anxiété, cognition et addiction) et, éventuellement, des prélèvements sanguins sous anesthésie générale (environ 2 min, maximum 6/rat, 2 semaines minimum entre chaque prélèvement). Lors de l'acquisition d'image par IRM (environ 2 heures, maximum 6 acquisitions par rat sur une vie entière), les animaux seront anesthésiés par voie gazeuse pour éviter tout mouvement.
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 animaux seront isolés pendant toute la durée de l'expérimentation (8 semaines à 1 an), ce qui peut entraîner un stress social chez le Rat. D'expérience, les étapes de consommation volontaire d'alcool ne conduisent à aucune souffrance ou douleur chez nos animaux. Les phases qui vont faire subir aux rats une certaine douleur sont : - les procédures chirurgicales visant à implanter des canules intracrâniennes. Il s’agit ici uniquement de douleurs post-opératoires de cicatrisation, le port de canules intracérébrales pendant plusieurs mois n’entrainant pas de douleur. - les injections intra-péritonéales répétées. Les phases qui vont faire subir aux rats un certain inconfort sont : - les chocs électriques, (réglés à une faible intensité, évoquant une sensation désagréable mais non douloureuse comparable à celle de l’électricité statique sur une voiture après un trajet, utilisés lors des tests de compulsion) - L’inconfort engendré par l’absorption de quinine lors des tests d’aversion. - L’inconfort engendré par les phases de sevrage et de privation d’alcool.
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
Rats (Rattus norvegicus)
4480
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.
Afin d'analyser les cerveaux des animaux, nous devons réaliser leur mise à mort pour prélever les cerveaux.
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.
Il n’existe pas de méthode de substitution aux expériences comportementales: Nous n'avons pas à notre disposition de modèle computationnel ou in vitro des symptômes du Trouble de l'Usage d'Alcool, des troubles cognitifs et mnésiques ni des troubles anxieux. Pour les aspects neurochimiques, nous ne disposons pas de modèle in vitro ou computationnel des mécanismes d’adaptations neuronales induites dans le cerveau par l'usage excessif et prolongé d'alcool pendant plusieurs mois. Notre recherche vise à caractériser le fonctionnement du système glymphatique sans alcool et chez le rats rendus dépendants à l'alcool , pour lequel nous ne disposons pas de modèle computationnel à ce jour.
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.
Pour réduire au minimum le nombre de rats, les groupes seront constitués de 10 rats pour un groupe expérimental donné. Pour les expériences comportementales de mémoire (comme par exemple le test "Reconnaissance d'un nouvel objet"), le nombre de rats sera augmenté à n=12 en raison des fortes variabilités interindividuelles. Pour les expériences incluant la tâche d’apprentissage de l’auto-administration et la tâche de compulsion, que certains rats n’apprennent pas, on augmente le n à 18 rats par groupe pour n=12 à la fin. L'étude par IRM de flux (Imagerie par Rénonance Magnétique),est une IRM fonctionnelle sur l'animal vivant. Aussi cette approche nous permettra d’étudier le même animal à plusieurs étapes du protocole, ce qui permet de REDUIRE le nombre d’animaux étudiés car il n’est pas nécessaire d’euthanasier les rats à chaque temps étudié. Nous avons prévu d’étudier 10 molécules d’intérêt différentes. Les 3 premières sont 1. un amplificateur du système glymphatique , 2. un amplificateur du courant hydrique généré par les aquaporines et 3. un agent anti-inflammatoire, ce dernier ayant déjà fait l’objet de publications au laboratoire. Ces 3 molécules sont bien identifiées, non toxiques, et un intérêt thérapeutique est pressenti au vu des analyses bibliographiques. Si les résultats obtenus sur ces 3 premières cohortes montrent une efficacité sur l’addiction, alors nous poursuivrons l’étude de leurs mécanismes d’action sur les 7 autres cohortes avec des molécules analogues connues, de façon à identifier la cible pharmacologique précise de l’effet obtenu. Les cohortes ne seront pas utilisées pour une étude toxicologique de molécules inconnues. Les doses toxiques des substances étudiées et les gammes de doses efficaces seront trouvées dans la littérature scientifique.
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.
Les 3 modèles animaux utilisé (le modèle d’inhalation de vapeurs d’alcool ; le modèle EPA; l'intoxication par injection intrapéritonéale d'alcool), sont hautement validés dans la littérature scientifique pour fournir des supports efficaces de mise au jour de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le domaine des addictions. Pour raffiner notre méthodologie, nous incluons des critères d'interruption d’expérimentation. En cas de signes de souffrance, une analgésie sera mise en place. La persistance de signes de douleur, entrainera une décision de mise à mort de l'animal. Les méthodes d’anesthésie et de mise à mort seront effectuées dans des conditions réduisant au maximum le stress. Pour limiter le stress provoqué par l’isolement des rats, nous mettrons en place un enrichissement inter- espèce. Notre mode expérimental d'étude par IRM fonctionnel (ici, l'IRM de flux) nous permet de RAFFINER notre mode expérimental avec une méthodologie non invasive. Toutes les procédures chirurgicales seront réalisées avec des soins permettant de réduire au maximum la douleur pendant et après l'opération. Dans le but d’améliorer la condition des animaux, nous réaliserons un enrichissement inter-espèces lors des périodes d’isolement et un enrichissement environnemental sera installé dans les cages (tube carton et bâtonnets de bois à ronger) durant toute la vie des rats, en plus de leur litière de rafle de maïs (COB12 de serlab)..
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents
L’espèce que nous utiliserons est le Rat. Nous réaliserons trois modèles reproduisant les symptômes de l’addiction chez le Rat : Le modèle dit d'inhalation de vapeur d'alcool; le modèle "d'Effet de Privation d'Alcool" (EPA), et le modèle par injections intrapéritonéales d'alcool. Le choix de l’espèce Rat est motivé par des travaux précédents qui ont montré la forte validité de ces modèles dans la recherche de nouveaux traitements. Dans le modèle EPA, le choix du Rat est motivé par le fait que les Rats présentent des comportements plus stables que la Souris. Dans le contexte des addictions, plusieurs symptômes de l’addiction sont évalués par le test comportemental d’auto-administration opérante d’alcool, ou l’on propose à l’animal de travailler (en appuyant sur une pédale dans une enceinte d’auto-administration) de façon à obtenir une « récompense » (ici, l'éthanol). Pour ces tests, le gold standard est le modèle « Rat ». Nous allons réaliser notre étude sur des rats âgés environ de 45 jours au début des administrations d'alcool: cet âge correspond au milieu de l'adolescence du rat, qui s'étend de 30 à 60 jours. Cette période correspondant environ chez l'Homme à l’âge de 16-18 ans. Les rats seront gardés au laboratoire jusqu’à l’âge maximum de 1 an, et les expériences d'IRM, de comportement seront réalisées sur les rats adultes. En France en 2022, 80 % des jeunes de 17 ans ont consommé de l'alcool au moins 1 fois dans l'année passé et 36% des personnes de 17 ans ont connu au moins une ivresse dans le dernier mois (publication OFDT 2023). L'age précoce des premières alcoolisations est une donnée épidémiologique classique en Europe et constitue d'ailleurs un facteur de risque supplémentaire pour devenir alcoolodépendant : 10% de risque d'avoir un TUA en population générale, contre 15 % de risque si les premières alcoolisations ont eu lieu avant 15 ans. Dans notre objectif de modéliser la pathologie alcoolique, nous allons donc commencer les premières expositions à l'alcool chez des rats adolescents, pour mimer les caractéristiques épidémiologiques de l'addiction à l'alcool.
Raisons de l’appréciation rétrospective
Prévoit des procédures sévères
Utilise des primates non humains
Explication de l’autre raison de l’appréciation rétrospective