Modèle et tests comportementaux Flashcards
Pourquoi est-ce que l’on a besoin des modèles animaux ?
Parce qu’il y a beaucoup de choses que l’on ne peut pas faire directement chez l’humain et que les animaux sont très similaires aux humains, par exemple certains rongeurs qui ont un génome identiques à 95% au génome humain.
Nomme un exemple de condition qui est beaucoup plus difficile à contrôler chez un humain que chez l’animal.
Les conditions d’hébergement comme la quantité de nourriture, ce qu’ils boivent, etc. Évite des bias et des facteurs confondants les résultats de l’étude.
Qu’est-ce que l’on fait souvent avant d’utiliser des modèles animaux ?
Des tests à l’aide de culture in vitro. (Ces modèles sont toutefois un peu plus loin de la réalité, c’est pourquoi il faut parfois y aller avec des modèles animaux)
Pourquoi est-ce que les tests sur un animal peuvent être plus intéressant que les tests in vitro ? (2)
On peut étudier le comportement (normal ou pathologique)
On peut y étudier l’effet d’un traitement (sur un organisme)
Lire sur les exemples de modèles non comportementaux chez les animaux.
Par exemple :
➢ Accident vasculaire cérébral provoqué chirurgicalement
➢ Arthrite rhumatoïde immuno-dépendante
➢ Rats spontanément hypertendus (souche Wistar-Kyoto)
➢ Diabète type 2 (souche Zucker obèse)
➢ Diabète provoqué par administration de streptozotocine
➢ Vieillissement (souche Fischer-344)
➢ etc.
Qu’est-ce que l’on peut observer chez les animaux ? (3)
- Pour analyser des propriétés : observer des protéines et tissus dans le cerveau de l’animal (peut pas être fait chez l’humain sauf dans le cas de certaines biopsies)
- Pour mesurer des niveaux : Input : sensibilité de récepteurs Traitement : neurotransmission, ECG Outpout : comportement
- Pour évaluer des changements : Plasticité comportementale, développement et vieillissement, traitements
Qu’est-ce qu’un modèle Induit ?
C’est l’utilisation d’un modèle animal qui ne présente pas naturellement la maladie, mais auquel on induit la maladie de façcons diverses
Qu’est-ce qu’un modèle induit par étiologie connue ? Exemple ?
Lésion induite après naissance. Par ex. : lésion 6-OHDA (injection de cette toxine qui dégrade la substance noire, caractéristique de la maladie de Parkinson) = maladie de Parkinson
Qu’est-ce qu’un modèle induit par étiologie hypothétique ? Exemple ?
Se dit ‘une lésion prénatale pour obtenir des animaux exprimant la maladie voulue. Par ex.: lésion néonatale de l’hippocampe = schizophrénie
Qu’est-ce qu’un modèle spontané ?
Ce sont des animaux qui expriment naturellement la maladie.
Qu’est-ce qu’un modèle spontané par sélection d’animaux malades ? Exemple ?
Sélectionner des animaux qui présentent la maladie. Par ex.: rats au vieillissement prématuré (Fisher 344)
Qu’est-ce qu’un modèle spontané par développement de ligées ? Exemple ?
On croise les animaux présentant la maladie pour obtenir des lignées qui sont fortement sujette à la maladie donnée. Par ex.: rats très vs peu anxieux (souches HAB/LAB)
Que sont les modèles orphelins ?
- Problème fonctionnel encore inconnu chez l’humain mais qui
existe naturellement chez l’animal. - Ce n’est que plus tard que l’existence de la maladie est
confirmée chez l’humain. Exemple : encéphalopathie
spongiforme bovine. - La littérature scientifique publiée à partir de cas chez l’animal
devient alors très utile lorsque la forme humaine est identifiée.
Pour les modèles animaux, il faut prendre en considération le temps de vie de l’animal. Des animaux avec quel genre de longévité seront utilisées pour tester l’effet de drogues ?
Modèle aigu puisque le traiment dure des heures - jours
Pour les modèles animaux, il faut prendre en considération le temps de vie de l’animal. Des animaux avec quel genre de longévité seront utilisées pour tester l’effet de chrurgie/lésions ?
Modèle chronique puisque le traitement dure des semaines - mois
Pour les modèles animaux, il faut prendre en considération le temps de vie de l’animal. Des animaux avec quel genre de longévité seront utilisée pour des expériences plus durables dans le temps ?
Modèle transgénique
Comment est-ce que l’on évalue si un animal est assez mature pour notre expérience ?
Selon son âge ou son poids
Différences entre les souris et les humains.
✓ absence de langage
✓ éventail comportemental restreint
✓ préparations « simplifiées » (modèle partiel)
✓ vie nocturne
✓ espérance de vie limitée
(Remplacement) Pourquoi ne pas prendre des modèles in vitro?
✓ implication de circuits nerveux complexes
✓ expression comportementale
✓ composante chronique des pathologies
Vrai ou faux, le modèle animal est une étape préclinique incontournable ?
Vrai
Quelle est l’exeption à la règle concernant l’utilisation des animaux avant d’aller en préclinique ?
Les cosmétiques passent souvent directement chez les humains à moins de risques de complications grave dans un tel cas ils peuvent être testé chez les animaux.
Quels sont les trois critères pour valider l’utilisation d’un modèle animal ? (3)
- Homologie ou validité théorique
- Isomorphisme ou validité d’aspect
- Prédictivité ou validité prédictive
Est-ce que les trois critères doivent être validés pour que le modèle animal soit utilisé ?
Non, seulement un suffit. Toutefois, le modèle idéal rimplierait les trois critères.
Qu’est-ce que l’homologie ?
Estimation du degré d’équivalence dans les mécanismes mis en jeu
dans le modèle et dans le comportement/la pathologie à l’étude.
Exemples de questions qu’on peut se poser:
✓ Est-ce que l’étiologie est connue ?
✓ Y a-t-il des facteurs génétiques ?
✓ Existe-t-il des similitudes dans les circuits nerveux qui
sont impliqués ?
Il faut connaître la littérature sur les théories à propos du
comportement/de la pathologie et de ses substrats
Qu’est-ce que l’Iisomorphisme ?
Similitude phénoménologique (“phénotypique”) entre le modèle et
la pathologie qu’il simule. Symptômes similaires.
Exemples de questions qu’on peut se poser:
✓ Est-ce que les symptômes sont bien décrits ?
✓ Existe-t-il différentes formes de la pathologie ?
✓ Y a -t-il des marqueurs biologiques ?
✓ Prend-on en compte la totalité des symptômes ? Veut-on étudier
la totalité des symptômes ?
Il faut connaître les critères diagnostiques et la littérature sur
ce qui fait l’objet d’incertitudes et de débats.
Information supplémentaire de sur l’isomorphisme.
Ce n’est nécessairement tous les symptômes observés qui doivent se retrouver chez l’animal pour valider ce critère, seulement celui/ceux qui nous intéressent.
Qu’est-ce que la prédectivité ?
Le modèle permettra-t-il de prédire la réalité clinique?
Exemples de questions qu’on peut se poser:
Réponses aux agents thérapeutiques similaires à l’humain:
✓ Existe-t-il des médicaments ?
✓ Effets des médicaments similaires ?
✓ Est-ce que c’est notre seul critère ?
Il faut d’abord répliquer, puis innover
Quels sont certains critères qu’il faut prendre en compte avant de choisir le modèle animal ?
✓ Validité du modèle (voir ci-haut)
✓ Facilité de mise en œuvre
✓ Qualité des informations recueillies
✓ Facilité d’interprétation
Le développement d’un nouveau
modèle est une affaire de plusieurs étapes,
réparties sur plusieurs années.
Exmples de comportements mesurés chez l’animal.
✓ Sommeil
✓ Alimentation
✓ Reproduction
✓ Interaction, territorialité et autres mesures “sociales”
✓ Motricité
✓ Cognition (attention, mémoire, fonctions exécutives)
✓ Comportements induits par stimulation cérébrale
✓ …en fonction de l’âge, du sexe, du moment de la journée…
Est-ce que 1 test est suffisant pour évaluer le comportement d’un animal ?
Non, il faut une convergence d’évidences pour une validation accrue (dans le même laboratoire ou non)
Vrai ou faux, plus l’animal est complexe (se rapproche de l’homme), plus les demandes éthiques sont grandes ?
Vrai, ex. primate/félins vs rats/souris
Lire des exemples d’avantages et d’inconvénient au choix de l’espèce et de la souche.
Si par exemple, on doit poser une grande quantité d’instruments sur le crâne de l’animal, on pourrait prioriser l’utilisation d’un rat plutôt que d’une souris parce qu’ils ont un crâne plus gros.
Le stress vécu par un animal a beaucoup d’effets sur les tests comportementaux. Comment réduire le stress de ces animaux ?
En choisissant une souche avec des niveaux réduits de corticostérone, réduction du stress. Par exemple, la souche de rat Sprague-Dawley a des niveaux basaux de corticostérones beaucoup plus bas que les rats Long Evans.
Pour quelles fonctions est-ce que le sommeil lent est important ?
Les fonctions somatiques
Pour quelles fonctions est-ce que le sommeil paradoxal est important ?
Les fonctions neuro-cognitives
Qu’est-ce qui se passe lorsque l’on prive les rats de sommeil pendant 4 heures ?
Leur niveau de costicostérone augmente (stress)
Comment empêcher un rat d’avoir un sommeil paradoxal ?
Lorsque le rat s’endors en SP (sommeil paradoxal) , ses muscles se relâches (atonie musculaire) ce qui le fait tomber d’une petite plateforme dans l’eau. Le rat se réveille et remonte sur la plateforme. Les niveaux de SP tombent à 10% des taux de base.
Que peut on dire des rats contrôles et rats témoins dans l’expérience de baignade et sommeil paradoxal ?
Rats contrôles: grande plate-forme (100 cm2/100g) Le SP demeure à 90% des niveaux de base
Mesures de stress semblables dans les deux groupes Rats témoins: à l’animalerie
Vrai ou faux, pour les tests de comportements, l’heure à laquelle le test est effectué peut avoir un grand impact sur les résultats ?
Oui, les souris sont actives la nuit et dorment le jour, ce qui peut avoir un impact sur les résultats. Faire des tests sur le sommeil juste après leur période active comparé à plus longtemps après donne des résultats bien différents.
Explique qu’est-ce que le labyrinthe de Morris ?
Test de mémoire avec plateforme dans une piscine de liquide opaque
Qu’est-ce que l’orientation allocentrique ?
- Quadrant de départ différent à chaque essai (cible stable) * Le rat doit utiliser des indices environnementaux * Tâche relativement simple * Tâche hippocampale
Qu’est-ce que l’orientation en alternance différée ?
- La cible alterne entre deux quadrants (départs stables) * Le rat doit comprendre la règle d’alternance * Tâche complexe * Tâche frontale
Qu’est-ce que l’on observe chez les souris privées de SP concernant le comportement allocentrique et alternance ?
Délai allocentrique est similaire, mais le délai d’alternance différée
Exemples de modélisation de maladies du SNC.
✓ Maladie de Parkinson (lésion dopamine par injection neurotoxique de 6-OHDA)
✓ Épilepsie (stimulation intracérébrale)
✓ Ataxies cérébelleuses (souris mutantes génétiques)
✓ Anxiété
✓ Dépression
Qu’est-ce que l’anxiété ? (3)
- Sensation vague et déplaisante d’appréhension.
- Vient du sentiment de l’imminence d’un danger
- Crainte diffuse pouvant aller de l’inquiétude à la panique (incertitude d’une situation, appréhension d’un événement)
Il existe deux types d’anxiété : Anxiété d’état et anxiété de trait. Qu’est-ce que l’anxiété d’état ?
- Tension transitoire, avec ou sans manifestations physiques
- Pour s’adapter et survivre: prédateurs, territoire, nourriture
Il existe deux types d’anxiété : Anxiété d’état et anxiété de trait. Qu’est-ce que l’anxiété de trait ?
- Permanence de l’état anxieux
- Plus près de la pathologie
Est-ce que la peur est une forme d’anxiété ?
Non : N.B. Peur : Courte durée, sans comportements élaborés, estimation réaliste d’indices spécifiques
Quels sont les symptômes communs d’anxiété entre l’animal et l’humain. (4)
✓ Crainte excessive sans objet
✓ Ralentissement psychomoteur
✓ État confusionnel
✓ État dépressif
Qu’est-ce qui peut mener à l’anxiété autant chez l’humain que chez la souris (étiologie) ? (3)
✓ Traumatismes psychologiques
✓ Prédisposition physiologique
✓ Prédisposition génétique
Quelles sont les classes d’anxiété ?
➢ Anxiété généralisée
➢ Phobies
➢ Attaques de panique
➢ Stress post-traumatique
➢ Troubles obsessions-compulsions (TOC)
Quel pourcentage de la poplation soufre d’anxiété ?
Environ 20% de la population
Quels sont les signes d’anxiété généralisée ? Quel pourcentage de la population ?
➢ Inquiétude excessive
➢ Hypervigilance
➢ Vulnérabilité au stress normaux de l’environnement
➢ Chronique (minimum plusieurs mois voire des années)
➢ 3 à 5% de la population
Quels tests basés sur des réponses spontanées peut on pour modéliser l’anxiété ?
✓ Labyrinthe en croix
✓ Émergence
✓ Champ ouvert
✓ Interactions sociales
✓ Réaction à un danger
✓ Anhédonie ?
Quels tests basés sur des réponses conditionnées peut on pour modéliser l’anxiété ?
✓ Test de conflit (choix forcé, avec conséquences conflictuelles):
* approche-approche
* approche-évitement
* évitement-évitement
Un autre exemple de modélisation et mesure de l’anxiété ?
✓ sélection d’une lignée génétiquement anxieuse
Qu’est-ce que le test de labyrinthe en croix surélevé ?
Croix surélevée, composée de deux éléments :
✓ Deux branches ouvertes (anxiogène)
✓ Deux branches fermées (rassurante)
Variables dépendantes : temps passé et nombre
d’accès dans chaque type de branches.
En bref, plus le rat passe de temps dans les aires ouvertes, plus il est calme et non stressé parce qu’il va de lui même dans la situation anxiogène et y passe du temps.
Qu’est-ce que le test d’émergence ?
⚫ Abri doté d’une petite porte sortie donnant accès à un
champ ouvert et illuminé (stimulus anxiogène).
⚫ Contraste entre des environnements sombre et
éclairé: conflit de type approche-approche, entre la
sécurité et la nouveauté
⚫ Variable dépendante: temps mis par l’animal pour
sortir dans le champ ouvert éclairé (temps d’émergence)
Et donc plus le temps d’émergence est long, plus l’animal est anxieux
Quel type de test conditionné est le test d’émergence ?
Approche-approche parce qu’il hésite à aller voir la nouveauté ou rester dans le confort
Qu’est-ce que le test du champ ouvert ?
Arène éclairée. Environnement relativement neutre
mais nouveau.
Variables dépendantes: activité spontanée des animaux :
⚫ temps en mouvement
⚫ types de mouvements: locomotion, redressements
⚫ parcours: exploration du centre / des bordures
(exploration des bordures ou “thygmotaxie” = anxiété)
Comment est-ce que les intéractions sociales des rongeurs nous renseigne sur leur anxiété ?
Des rongeurs en situation nouvelle diminuent leurs intéractions sociales
Des rongueurs en dépression réduisent encore plus leurs intéractions sociales
Ex. intéraction sociale :
* léchage
* toilettage
* dominance
* reniflement
* etc…
Quelle est la stratégie active du rongeur en réaction à un danger ?
Enfouissement des élémnents potentiellement menaçant ou aversifs
Quelle est la stratégie passive du rongeur en réaction à un danger ?
Immobilité, évitement, sécrétion de corticostérone en présence d’odeur féline ou de crottes de renard
Donne un exemple de test approche-évitement.
- Entraîner l’animal à appuyer sur un levier:
obtention d’une récompense. - Associer un stimulus aversif à la réponse:
diminution du comportement (↓ # réponses)
Effet réversible par un traitement anxiolytique ou
antidépresseur
Cet apprentissage est plus difficile chez l’animal anixeux
Comment faire une lignée de souris anxieuse ?
- Sélection des rats anxieux (basée sur les résultats aux tests de
croix surélevée et de champ ouvert) - Croisement des rats les plus anxieux
- Obtention d’une lignée anxieuse
Comment savoir si notre lignée est anxieuse ?
Comportement:
* vocalisations ultrasoniques (45 kiloHertz)
Neurobiochimie
* axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien, ↑vasopressine
Qu’est-ce que la dépression ?
- Trouble de l’humeur caractérisé globalement par de la
tristesse et de la fatigabilité - Jusqu’à 20% de la population
Quels sont les symptômes communs de la dépression ?
✓ humeur mélancolique
✓ anhédonie
✓ perte ou gain de poids
✓ modification du sommeil
✓ perte d’énergie
✓ sentiment d’inutilité
✓ difficulté de concentration
✓ pensées suicidaires
Quels sont les étiologies de la dépression ?
Étiologie
➢ Traumatisme psychologique
➢ Traumatisme anatomique
➢ Isolement social
➢ Génétique
Comment modélisé la dépression avec les souris ?
✓ Lignée génétiquement déprimée : génétique
✓ Stress chronique modéré : environnemental
Quels tests est-ce que l’on peut effectuer pour évaluer la dépression ?
✓ Nage forcée
✓ Préférence au sucrose
✓ Interactions sociales
Vrai ou faux, il est parfois difficile de dissocié les symptômes de dépression et d’anxiété chez les animaux ?
Vrai et peuvent être relié
Qu’est-ce que le modèle de Wistar-Kyoto ?
Modèle Wistar-Kyoto (Will CC & al., Mol Psychiatry 2003): rats choisis
selon l’immobilité aux tests de Porsolt (nage forcée) et champ
ouvert.
Sensibilité variable aux antidépresseurs : répondent aux
tricycliques mais pas aux inhibiteurs sélectifs de la recapture de la
sérotonine (5HT)
Qu’est-ce que le modèle Flinders Sensitive line ?
rats
choisis selon la réponse à un anticholinestérase (DFP)
OK pour appétit, sommeil, psychomotricité, acétylcholine
(Ach), 5HT, dopamine mais pas pour corticostérone, anhédonie,
performance cognitive.
Comment est-ce que l’on induit du stress chronique chez un animal ?
- Induction d’un stress chronique modéré pendant 21 jours
consécutifs. Le protocole standard comprend :
✓ Contention pendant 2 h
✓ Privation eau + nourriture pendant 18 h
✓ Cage sans litière pendant 18 h
✓ Intrus pendant 2 h
✓ Inversion du cycle lumière-obscurité (chaque 2 jours)
Qu’est-ce que les rats soumis à un stress chronique développent ?
✓ Anhédonie
✓ Anomalies du sommeil
✓ Hypersécrétion de corticostérone
Réversible avec des antidépresseurs
Caractéristique du test de nage forcée ?
✓ Le rat est un animal qui nage spontanément
✓ Le rat est placés dans une piscine sans
échappement possible.
✓ Variables dépendantes: temps de nage,
d’immobilité, de tentative d’échappement
✓ Immobilité = symptôme de dépression
(détresse comportementale – stratégie passive)
✓ Utilisé pour tester l’effet d’antidépresseurs
✓ Testé pendant deux jours:
✓Jour 1 (15 minutes) : familiarisation
✓Jour 2 (5 minutes) : mesures du comportement (immobilité, nage, échappement)
Caractéristique du test de préférence au sucrose ?
Le test se déroule sur 5 jours:
✓ Les rats ont accès à 2 bouteilles de 250 ml
1- Eau pure
2- Solution sucrose 1%
✓ La position des bouteilles alterne chaque jour
Variable dépendante : volume pris chaque jour, estimé par le
poids des bouteilles tel que mesuré chaque matin
Caractéristique du test d’évitement passif ?
- Environement :
- Plancher grillagé
- Plateforme surélevée de 8 cm : situation
inconfortable - Protocole :
- Rat placé sur la plateforme pendant 60 s.
- Si 4 pattes sur la grille : choc de 1 sec à 8 mA
- Pause de 30 sec dans leur cage entre les essais
- Variables :
- Critère: rester sur la plateforme 3 fois de suite
pendant 60 sec - Temps et nombre d’essai pour atteindre le
critère
Rats déprimés : ~ ↑ 50% par rapport aux témoins
Qu’est-ce que l’autostimulation intracérébrale ?
Rat en situation d’autostimulation intracérébrale.
Les images à droite montrent la localisation de
l’électrode, dans le noyau dopaminergique A10
(aire tegmentaire ventrale). Les stimulations sont
brèves, relativement puissantes et à basse
fréquence.
Il faut une stimulation plus intense pour procurer du plaisir chez les souris en dépression
Comment on évalu l’impact du stress périnatal ?
Femelles réceptives
Mâles expérimentés
✓ Obstacles
✓ Avoir vu faire un sénior
✓ Etc….
Stimulation stressante : aboiement de chiens
✓ Incontrôlable
✓ Imprédictible
✓ Intermittent
✓ Variable en intensité (65dB)
✓ Chronique mais modéré
✓ Administré pendant les 10 derniers jours de grossesse
Exemple dépression suite à l’infractus du myocarde protocole
