Evaluer le rôle d’un récepteur de la sérotonine et l’intérêt de ses ligands pour traiter les troubles cognitifs et sensoriels

La sclérose en plaques (SEP) est une maladie inflammatoire chronique du système nerveux central (SNC) qui touche environ 2,5 millions de personnes dans le monde. La maladie se manifeste par une grande variété de symptômes qui se caractérisent par une atteinte des voies motrices, une baisse de la sensibilité et l’apparition de troubles cognitifs et émotionnels. Ces symptômes sont liés à la perte de la gaine de myéline (processus de démyélinisation) qui entoure les neurones et qui permet à l’information de voyager rapidement et efficacement le long des nerfs. De plus, plusieurs résultats de la littérature soulignent l’intérêt de cibler un récepteur de la sérotonine pour le traitement de maladies neurodégénératives. Sachant qu’il est connu que des molécules qui se lient à ce récepteur ont des effets bénéfiques pour le traitement des maladies inflammatoires chroniques, l’idée principale de ce projet est de vérifier si ces molécules peuvent aider à traiter différentes facettes de la maladie, comme les problèmes de perte de myéline ainsi que des troubles cognitifs et sensoriels dans un modèle animal de maladie qui reproduit ses symptômes. Nous réaliserons des études comportementales et des analyses biochimiques et histologiques pour évaluer le rôle du récepteur dans cette maladie. Dans cette étude nous utiliserons 872 animaux.

Parmi les bénéfices attendus du projet, nous espérons l’identification d’une molécule qui permettra de Réduire d’au moins 50% la demyélinisation et capable de restaurer les déficits sensoriels et cognitifs. Nous espérons faire progresser l’état des connaissances quant au rôle du récepteur de la sérotonine dans les effets cognitifs de la démyélinisation dans le modèle de sclérose en plaques .

Afin de réaliser le génotypage, un poinçonnage de l’oreille sera effectué après l’âge de 14 jours. Cette intervention n’est réalisée qu’une fois par animal et dure moins de 30 secondes. Le génotypage ne sera pas systématique puisque l’élevage sera maintenu avec des croisements homozygote x homozygote. Ainsi, seulement une partie des animaux sera prélevée pour le génotypage. Au total, 42 administrations (1 administration par jour pendant 42 jours) par voie orale (1 min/gavage/jour) seront réalisées sur 480 animaux vigiles. 800 animaux effectueront des tests de comportement n’excédant pas 10 minutes par test et deux tests maximum par jour. Une période d’habituation de 20 minutes pourra parfois être nécessaire soit de 5 à 30 min/jour/animal. Certains tests pourront être répétés tous les jours pendant maximum 5 jours pour mesurer les comportements sociaux. L’ensemble des animaux recevra une dose sublétale d’anesthésique/antalgique (1 min/injection intrapéritonéale) avant leur mise à mort.

Les animaux utilisés dans ce projet sont identifiés par les bagues à l’oreille et une partie est prélevée de l’autre oreille pour le génotypage (DAP générique pour les prélèvements pour le génotypage). Les souris pourraient ressentir une légère nuisance due à ces prélèvements (douleur légère de courte durée). Contrairement au modèle EAE (Encéphalomyélite Autoimmune Expérimentale), le modèle de démyélinisation par la cuprizone n’induit pas de paralysie des animaux et n’engendre pas de perte de poids. Cependant, ce modèle est connu pour entrainer des déficits cognitifs et sensoriels. Nous ne nous attendons pas à l’apparition de douleur suite au traitement cuprizone qui est ajouté dans la nourriture. L’objectif de ce projet est essentiellement thérapeutique et a pour but de tester les propriétés des ligands du récepteur 5-HT7 synthétisés par nos collègues chimistes dans un modèle de sclérose en plaques. Nous avons déjà montré qu’une des molécules testées (Serodolin) possède des propriétés anti-inflammatoires et antalgiques. Cependant l’injection quotidienne de ligands du récepteur 5-HT7 peut induire un stress des animaux. Si nous n’avons pas observé d’effet indésirable après administration unique, l’administration répétée peut induire différents effets indésirables tels qu’un inconfort dû à l’injection ou des effets secondaires liés au composé (comme la sédation par exemple). De même, la manipulation des animaux dans plusieurs tests comportementaux peut induire un stress. Les procédures mises en œuvre seront de classes légères ou modérées.

Tous les animaux seront mis à mort à la fin des trois procédures pour réaliser des dosages et analyses immunohichimiques.

Des études in vitro seront réalisées en parallèle des études in vivo afin d’obtenir plus d’informations sur les mécanismes d’action et les voies de signalisation impliquées. Les études in vitro nous permettent aussi de vérifier l’affinité des molécules pour le récepteur et ainsi de définir la dose utilisée in vivo. Cependant, l’évaluation de l’effet anti-inflammatoire et neuroprotecteur des ligands du récepteur de la sérotonine nécessite l’utilisation de l’animal afin de considérer un organisme entier et de confronter l’effet de nos ligands à la complexité des mécanismes neurologiques mis en jeux dans la démyélinisation/remyélinisation induite par la cuprizone. L’étude du comportement animal est une étape essentielle dans le développement de médicaments actifs sur le système nerveux. L’effet d’une molécule résulte de son action au niveau de l’ensemble de l’organisme. A ce jour aucun test in vitro ou modèle informatique ne permet de prédire et rendre compte de l’ensemble des phénomènes impliqués dans l’action d’un médicament et en particulier ceux qui conditionnent le comportement.

Le nombre d’animaux utilisé sera réduit au minimum pour obtenir des résultats pertinents, reproductibles et statistiquement valides. Les approches décrites nécessitent des cohortes de 6 animaux minimum par groupe et 10 animaux maximum par groupe pour les études de comportement. Chaque expérience sera réalisée deux fois indépendamment afin d’assurer la validité statistique des résultats. En ce qui concerne l’analyse des données comportementales, des procédures statistiques adaptées à l’analyse des variables dépendantes relevées seront utilisées.

Nous réaliserons une période d’acclimatation d’une semaine des animaux avant le début des expériences. Les animaux sont stabulés en portoirs à cages ventilées, dans des pièces dont la température et l’hygrométrie sont contrôlées, monitorées et fidèles à la réglementation. Les animaux ont un accès ad libitum à la nourriture et à l’eau. Le milieu est enrichi avec entre autres, des bâtons de bois à ronger de deux tailles différentes et/ou du celluron et/ou des disques de papier kraft compactés et/ou tunnels en carton ou dômes en cellulose et/ou une pyramide polycarbonate où sont placées les capsules de nourriture. Les animaux seront suivis tout au long des procédures quotidiennement (observation de l’aspect général extérieur de l’animal : posture, qualité du pelage, faciès, yeux). Un suivi deux fois par semaine avec la grille de scoring au moment de leur pesée permettra d’appliquer un point limite prédictif et aboutira à la décision de mise à mort par les responsables de bien-être animal si les points limites sont atteints. En fonction du score total, la grille de scoring pourra être appliquée quotidiennement. Dans le cas où un animal présente un ou des signe(s) clinique(s) lors des visites quotidiennes, nous effectuerons une surveillance renforcée. Le suivi des animaux est conduit par un personnel compétent pour reconnaître, quantifier et atténuer ou supprimer les signes de douleur ressentie chez les animaux. Des données de la littérature indiquent que des préparations de croquettes commercialisées n’induisent pas toutes une démyélinisation, aussi nous avons choisi de préparer notre nourriture. Une étude antérieure nous a permis de montrer que la nourriture faite maison induisait bien une démyélinisation. Cependant, sachant que la nourriture préparée ne permet pas aux animaux de ronger, dans ce projet et pour le confort des animaux, nous souhaitons évaluer si les croquettes commerciales induiront bien une démyélinisation. Si tel est le cas, les croquettes commerciales contenant l’agent de démyélinisant seront utilisées dans les procédures suivantes. Dans le cas où nous utilisons la nourriture faite maison, elle sera préparée tous les 3/4 jours et renouvelée 2 fois/sem et nous ajouterons des bâtons de bois à ronger dans la cage pour limiter la pousse continuelle des dents.

La souris est un modèle classiquement utilisé dans les études précliniques. Nous utiliserons des souris C57BL/6 car nous disposons actuellement de souris transgéniques qui n’expriment pas le récepteur 5-HT7 sur ce même fond génétique. Ces souris sont actuellement hébergées dans un établissement prestataire d’élevage, ce qui donne de nombreux avantages en termes d’élevage, d’animaleries, d’expertise en techniques d’expérimentation animale ainsi que le suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. La souris est : – un mammifère proche de l’Homme (homologie de 90%) – l’animal de laboratoire le plus utilisé par la communauté scientifique et pour les études précliniques Les animaux sont utilisés à l’âge adulte (7 à 12 semaines) afin de garantir un système nerveux central mature. Cet écart d’âge se justifie pour pouvoir constituer nos cohortes et Réduire le nombre de portées nécessaires. Nous veillerons à ce que l’âge moyen des animaux par groupe soit homogène.