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Research Article
Stefan Vestring1,2, Tsvetan Serchov3,4, Claus Normann1,5
1Department of Psychiatry and Psychotherapy, Medical Center - University of Freiburg, Faculty of Medicine,University of Freiburg, 2Berta-Ottenstein-Programme for Clinician Scientists, Faculty of Medicine,University of Freiburg, 3Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS),Université de Strasbourg, Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives, 4Department of Stereotactic and Functional Neurosurgery, Medical Center - University Freiburg, Faculty of Medicine,University of Freiburg, 5Center for Basics in Neuromodulation, Faculty of Medicine,University of Freiburg
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Le modèle murin de désespoir chronique (CDM) de la dépression consiste en des séances de natation forcée répétitives et une autre phase de natation retardée en lecture. Il représente un modèle approprié pour l’induction d’un état dépressif chronique stable pendant au moins 4 semaines, modifiable pour évaluer les interventions de traitement subchronique et aigu.
Le trouble dépressif majeur est l’une des formes les plus répandues de maladies mentales et cause d’énormes souffrances individuelles et un fardeau socioéconomique. Malgré son importance, le traitement pharmacologique actuel est limité et de nouvelles options de traitement sont nécessaires de toute urgence. Un facteur clé dans la recherche de nouveaux médicaments potentiels est l’évaluation de leur puissance antidépressive dans des modèles animaux appropriés. Le test classique de nage forcée de Porsolt a été utilisé à cette fin pendant des décennies pour induire et évaluer un état dépressif. Il consiste en deux courtes périodes de nage forcée : la première pour induire un état dépressif et la seconde le lendemain pour évaluer l’effet antidépresseur de l’agent administré entre les deux séances de natation. Ce modèle pourrait convenir comme outil de dépistage des agents antidépresseurs potentiels, mais ignore l’apparition retardée de l’action de nombreux antidépresseurs. Le MDP a été récemment établi et représentait une modification du test classique avec des différences notables. Les souris sont obligées de nager pendant 5 jours consécutifs, suivant l’idée que chez l’homme, la dépression est induite par un stress chronique plutôt que par un stress aigu. Dans une période de repos de plusieurs jours (1-3 semaines), les animaux développent un désespoir comportemental soutenu. La méthode de lecture standard est la mesure du temps d’immobilité dans une séance de natation retardée supplémentaire, mais plusieurs méthodes alternatives sont proposées pour obtenir une vision plus large de l’état d’humeur de l’animal. Plusieurs outils d’analyse peuvent être utilisés pour cibler les changements comportementaux, moléculaires et électrophysiologiques. Le phénotype déprimé est stable pendant au moins 4 semaines, offrant une fenêtre de temps pour les stratégies de traitement antidépresseur rapides mais aussi subchroniques. En outre, les modifications dans le développement d’un état dépressif peuvent être traitées à l’aide de cette approche. Le MDP représente donc un outil utile pour mieux comprendre la dépression et développer de nouvelles interventions thérapeutiques.
Les troubles affectifs, tels que les troubles dépressifs majeurs, sont parmi les maladies mentales les plus fréquentes et les plus difficiles et sont associés à une souffrance individuelle élevée1, à une augmentation du risque de suicide2 et à un fardeau socioéconomique considérable3 pour la société. Malgré son impact, les options de traitement sont limitées et il est urgent de développer de nouvelles interventions antidépressives, en particulier en raison de la crise de l’innovation en psychopharmacologie au cours des dernières décennies. Afin de comprendre la physiopathologie de la dépression et de tester de nouveaux agents potentiels, des modèles animaux rationnels et valides sont nécessaires de toute urgence4. Pendant près d’un demi-siècle, le test classique de nage forcée (FST), décrit à l’origine par Porsolt5, a été utilisé comme induction et lecture pour le dépistage de nouveaux antidépresseurs potentiels. Il s’agit d’une période de nage forcée de 5 à 15 minutes le jour 1, d’une application unique de médicaments et d’une évaluation de la portion que les souris passent immobiles dans l’eau lors d’une autre période de nage le lendemain. Le temps d’immobilité a été considéré comme représentant un comportement d’évasion naturel manquant et on pensait qu’il était en corrélation avec le degré d’un état de dépression chez les souris5.
Le TSF classique a été fortement critiqué, non seulement dans la communauté scientifique6,7,8 mais aussi dans les médias publics8. La plupart des controverses autour du TSF sont dues aux courtes périodes d’induction et de traitement de seulement 1 jour dans le paradigme classique. On a fait valoir que le TSF représente plutôt un modèle de traumatisme aigu qu’un état comparable à la dépression humaine. De plus, le test porsolt pourrait convenir comme outil de dépistage des agents antidépresseurs potentiels, mais il ignore le début retardé de l’action de nombreux antidépresseurs.
Le modèle de désespoir chronique (MDP)9,10,11,12,13,14,15, qui est dérivé du TSF original, représente un modèle animal plus approprié pour la dépression. Dans le MDP, le stress répété de la natation pendant 5 jours consécutifs évite les effets traumatiques aigus. En ne parvenant pas à échapper à une situation stressante répétée et continue, on pense que les souris développent un état d’impuissance, d’abandon et, en fin de compte, de désespoir. Ce paradigme est plus comparable aux théories psychologiques actuelles pour le développement de la dépression chez l’homme qu’un seul traumatisme aigu, qui est généralement vécu au début d’un trouble de stress post-traumatique. L’état de dépression qui en résulte dans le MDP est stable jusqu’à 4 semaines9 et ouvre donc la possibilité de périodes de traitement plus longues, qui sont mieux comparables aux conditions cliniques, où les antidépresseurs ont généralement besoin de 2 à 4 semaines pour montrer un bénéfice16.
L’évaluation de l’état dépressif devrait alors être multidimensionnelle. La mesure du temps d’immobilité, comme dans le TSF classique, est utile, mais ne doit pas être utilisée comme seul paramètre de résultat. Diverses méthodes, décrites ci-dessous, devraient être en mesure de cartographier différentes dimensions d’un état dépressif en fonction des symptômes généralement présents chez les humains déprimés. Les évaluations de lecture appropriées pourraient inclure le comportement d’échappement (temps d’immobilité9,10,17), le test de suspension de la queue (TST)9, l’anhédonie (test classique de préférence au saccharose (SPT)18), le comportement axé sur la motivation (test de préférence pour le saccharose piqué au nez (NPSPT)10), l’attente / comportement d’exploration (réponse au signal ambigu19; Test du labyrinthe Y9), électrophysiologie (mesures de la plasticité à long terme (potentialisation à long terme, LTP; dépression à long terme, LTD)20), évaluations moléculaires (modèles d’activation des gènes précoces immédiats (IEG); autres modèles de stress21).
Théoriquement, un test de natation répété peut être utilisé pour induire un état dépressif sans aucune évaluation du temps d’immobilité. Cependant, il est fortement recommandé de fournir au moins une série expérimentale de preuve de concept avec des temps d’immobilité. De plus, le MDP représente un modèle approprié pour évaluer le développement d’un état dépressif en mesurant le temps d’immobilité pendant la phase d’induction. Des souches de souris spécifiques ou des souris traitées avant de nager peuvent être évaluées en ce qui concerne la résilience ou la vulnérabilité au stress et l’induction du désespoir comportemental.
Toutes les expériences ont été réalisées en accord avec les lignes directrices européennes (UE 2010/63) et conformément à la loi allemande sur la protection des animaux (TierSchG), FELASA (www.felasa.eu/guidelines.php), au guide de l’organisme national de protection des animaux GV-SOLAS (www.gv-solas.de/index.html) pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire, et ont été approuvées par le comité du bien-être animal de l’Université de Fribourg et par le Comité d’Éthique en Matiere d’Expérimentation Animale de Strasbourg (CREMEAS, CEEA35), ainsi que les autorités locales. Les deux sexes de souris de type sauvage C57Bl6N âgées de 10 à 14 semaines (70 à 98 jours postnatals, DPN) ont été utilisés pour des expériences de type sauvage (WT). En tant que lignée résistante au stress, la lignée de souris transgénique avec une expression améliorée des récepteurs de l’adénosine A1 sous le promoteur neuronal CaMKII du cerveau antérieur a été utilisée9,15. Après les expériences, des souris ont été sacrifiées par luxation cervicale.
1. Préparation
2. Phase d’induction
3. Évaluation d’un traitement antidépresseur
4. Évaluation du développement d’un état dépressif
Lors de la première séance de natation de la phase d’induction du MDP, les souris présentent généralement un temps d’immobilité moyen compris entre 190 s et 230 s, qui augmente constamment à chaque séance de natation supplémentaire (Figure 1A). Cette augmentation est plus prononcée au cours des 3 premiers jours et atteint une phase de plateau au cours des 2-3 derniers jours. Le temps d’immobilité mesuré au jour 5 reste stable jusqu’à 4 semaines, indiquant un désespoir comportemental stable. La puissance antidépressive d’une intervention peut être évaluée en traitant l’animal entre le dernier jour de la phase d’induction et le jour du test. Notez que le temps de score absolu pendant les séances de natation est assez subjectif et dépend de l’expérimentateur, de l’âge, du sexe et de la ligne de souris utilisée. Cependant, la différence relative entre les séances est assez stable avec seulement de petites différences d’interrater.
La figure 1 montre plusieurs traitements représentatifs. L’imipramine, la privation de sommeil et la kétamine ont considérablement réduit le temps d’immobilité, tandis que la privation de sommeil combinée à un sommeil de récupération n’a pas montré de changement significatif du phénotype dépressif. Ces résultats concordent avec une puissance antidépressive des traitements appliqués et similaires aux effets observés chez les patients humains. Le traitement impliquait l’ingestion d’imipramine 20 mg/ kg / jour pendant 3 semaines via l’eau potable, 3 mg / kg de kétamine par une seule injection intrapéritonéale 24 h avant le test et la privation de sommeil pendant 6 h avant le test.
Selon la question de recherche, diverses représentations peuvent être affichées. Une représentation des valeurs absolues peut donner une vue d’ensemble réelle des données et permet une bonne évaluation de la phase d’induction et d’un seul traitement (Figure 1A,D). Cependant, les différences entre les différents traitements ne peuvent pas être directement comparées; par conséquent, chaque groupe de traitement a des valeurs moyennes différentes d’immobilité-temps au jour 5. Par conséquent, il est recommandé d’utiliser la représentation des valeurs moyennes normalisées dans ce cas (Figure 1B). Une représentation réduite peut être choisie en raison de contraintes d’espace (Figure 1C). Notez qu’il est obligatoire d’afficher au moins les résultats du jour 1, du jour 5 et du jour du test.

Figure 1 : Résultats positifs en valeurs absolues et normalisées. (A) On peut observer l’induction réussie d’un état de dépression chez 30 souris. Chaque point représente le temps d’immobilité d’un seul animal un jour spécifique et les barres représentent les valeurs moyennes des animaux testés. Le temps d’immobilité est représenté pour chaque jour de la phase d’induction (jour 1 au jour 5) et pour le jour du test (après la ligne pointillée) avec ou sans traitement. Notez que dans cet échantillon, une augmentation significative peut être observée entre le jour 1 et le jour 2. Dans certains cas, les niveaux de signification sont d’abord atteints entre le jour 1 et le jour 3. Pour la poursuite de l’expérience, une augmentation statistiquement significative entre le jour 1 et le jour 5 est obligatoire. Notez l’effet de plafond typique (augmentation entre les jours 1, 2 et 3, par rapport à la différence entre les jours 4 et 5). Entre le jour 5 et les jours d’essai, les animaux ont été logés pendant 4 semaines dans leurs cages d’origine, soit sans autre traitement (MDP), soit traités à l’imipramine (Imip.); privation de sommeil (SD); privation de sommeil et récupération du sommeil (RS) et de la kétamine (Ket). (B) Un parcours temporel exemplaire de la performance des animaux individuels est donné pour chaque jour. (C) Représentation normalisée des mêmes résultats déjà présentés à la figure 1A. Le temps d’immobilité de chaque animal et de chaque jour a été normalisé à son temps d’immobilité correspondant au jour 5 et exprimé en pourcentage. Les valeurs post-traitement de différents groupes peuvent être mieux affichées et comparées à l’aide de cette approche. (D) Représentation des valeurs normalisées pour le jour 1, le jour 5 et le jour du test (CDM). Après une étude de validation de principe réussie, les points de temps d’évaluation peuvent être réduits au premier jour, au cinquième jour et au jour du test. Ces points de temps sont nécessaires parce qu’une augmentation significative entre le jour 1 et le jour 5 est nécessaire pour démontrer une induction réussie, et le jour 5 doit être comparé au jour du test pour donner une déclaration sur l’efficacité du traitement. (E) Comparaison du temps d’immobilité de trois lignées de souris différentes: Wildtype (WT) montre une induction réussie; une ligne résiliente (LR) exemplaire montre une diminution significative du comportement semblable à la dépression les trois premiers jours et le jour du test. ANOVA unidirectionnelle avec test post-hoc Bonferroni : ∗/#p < 0,05, ∗∗/##p < 0,01, ∗∗∗/###p < 0,001, ∗∗∗∗/####p < 0,0001. (#indiquer la différence par rapport aux valeurs moyennes du jour 1, ∗indiquer la différence par rapport aux valeurs moyennes du jour 5 dans la figure 1A, C et par rapport à la ligne de souris WT dans la figure 1E). Les données sont exprimées comme moyen ± SEM. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
En cas de temps d’immobilité inchangé pendant les 5 jours (Figure 2), le stress appliqué n’a pas été en mesure de modifier le comportement de manière pertinente et aucun effet du traitement ne peut être évalué; les animaux doivent être sacrifiés et ne doivent pas être utilisés davantage.

Figure 2 : Résultats infructueux. Une représentation d’une induction inefficace est montrée dans la figure. Notez qu’aucune augmentation significative du temps d’immobilité entre le jour 1 et le jour 5 ne se produit. Par conséquent, les critères de poursuite de l’expérience n’ont pas été atteints et aucune prolongation supplémentaire n’est rationnelle (dans ce cas, seules les souris mâles ont été testées et, après une enquête rétrospective, il a été constaté qu’elles n’étaient pas des compagnons de portée). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
D’autres méthodes de lecture doivent être utilisées pour décrire une vision plus large du désespoir comportemental des animaux. Une variété de tests comportementaux, de mesures électrophysiologiques et d’évaluations moléculaires des changements induits par le stress sont disponibles. Des résultats exemplaires pour le test de suspension de la queue (TST), avec traitement au MDP, à l’imipramine et à la kétamine, le test de préférence nez-poke-saccharose (NPSPT) et l’évaluation de la potentialisation à long terme à l’aide de la technique patch-clamp sont donnés à la figure 3. Ces résultats encouragent l’utilisation de la phase d’induction du MDP comme outil général pour l’induction du désespoir comportemental. Pour plus de détails sur les techniques utilisées (TST, NPSPT, LTP-assessment), voir9,10,17,20.

Figure 3 : Résultats supplémentaires avec des souris MDP. (A) Une représentation exemplaire des effets du MDP dans l’essai de suspension de la queue. Les souris ont été suspendues par la queue et le temps passé immobile a été enregistré (pour des détails méthodologiques, voir9). Chaque point représente le temps d’immobilité d’un seul animal, et les barres représentent les valeurs moyennes des animaux testés. ANOVA unidirectionnelle avec test post-hoc Bonferroni : ∗∗∗p < 0,001. Les données sont exprimées comme les moyennes ± SEM. (B) Résultats représentatifs du test de préférence pour le saccharose récemment établi chez les souris MDP. Dans cette tâche, la préférence pour le saccharose a été mesurée avec un effort croissant progressif pour atteindre le flacon de saccharose (nombre de piqûres nasales) (pour les détails méthodologiques, voir 10). Notez que la préférence pour le saccharose a diminué dans le MDP et que la différence entre le MDP et les souris témoins augmente progressivement avec l’effort (valeurs moyennes des piqûres nasales chaque jour indiquées comme Nspk1-7) que les souris ont dû appliquer pour boire la solution sucrée. ANOVA bidirectionnelle avec test post-hoc Bonferroni : ∗∗p < 0,01, ∗∗∗p < 0,001. Les données sont exprimées comme les moyennes ± SEM. (C) Les changements dépendants du MDP dans la plasticité synaptique à long terme sont présentés comme des changements des valeurs moyennes des EPSP après l’application d’un protocole d’induction LTP associatif dans des tranches cérébrales hippocampiques de souris WT. Les données ont été obtenues par stimulation de la synapse CA3-CA1 (pour plus de détails, voir 17,20). Test t non apparié, ∗∗p < 0,01, les données sont exprimées comme moyens ± SEM. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Matériel supplémentaire. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.
Tous les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts.
Le modèle murin de désespoir chronique (CDM) de la dépression consiste en des séances de natation forcée répétitives et une autre phase de natation retardée en lecture. Il représente un modèle approprié pour l’induction d’un état dépressif chronique stable pendant au moins 4 semaines, modifiable pour évaluer les interventions de traitement subchronique et aigu.
Ce travail a été financé par des fonds internes de la Clinique universitaire de Fribourg, du Département de psychiatrie et de psychothérapie et du Programme Berta-Ottenstein pour les cliniciens-chercheurs (à SV). TS est financé par les subventions de la Fondation pour la recherche médicale (FRM) (AJE201912009450) et de l’Institut d’études avancées de l’Université de Strasbourg (USIAS) (2020-035), ainsi que du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), France.
| Bécher, 2000 mL | Kimble Kimax | 14000-2000 | tout récipient >2000ml et diamètre de 24-26 cm |
| possible Thermomètre numérique | Hanna Instruments | 846-4708 | tout thermomètre numérique possible |
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| Chronomètre ROTILABO | Carl Roth | L423.1 | n’importe quel chronomètre possible |
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