Mission
Objectifs Scientifiques
Le projet MTB (Mouse Telemetry on Bion) a pour objectif l'étude dynamique des paramètres cardio-vasculaires centraux chez la souris, à l'aide d'un système de télémétrie embarquée et de transmetteurs implantés, lors d'un vol spatial de 30 jours à bord du bio-satellite automatique russe Bion-M N°1.
Depuis de nombreuses années, le CNES participe à des expériences, dans le cadre de la coopération franco-russe, avec l'IMBP, aussi bien chez l'homme que chez l'animal, notamment sur des bio-satellites.
Le système cardio-vasculaire a toujours fait l'objet d'une attention particulière et malheureusement aucun suivi continu (pression artérielle et de fréquence cardiaque) n'a pu être effectué au cours d'un vol spatial.
C'est pourquoi le CNES a proposé d'inclure dans le programme scientifique russe du biosatellite Bion-M N°1 l'étude dynamique des paramètres cardio-vasculaires centraux chez la souris, durant chaque phase de vol, à l'aide d'un système de télémétrie embarquée et de transmetteurs implantés.
Cette démonstration de suivi "nomade" du système cardio-vasculaire par télémetrie, si elle réussit, sera une première mondiale ouvrant un vaste champ d'applications spatiales.
Au retour, pendant la période de réadaptation à une gravité normale, ces paramètres hémodynamiques centraux seront également enregistrés au repos et lors de tests fonctionnels.
Le nombre minimal d'animaux requis pour ce protocole est de 5 souris.
Mission
L'équipement MTB (Mice Telemetry on Bion) permet l'acquisition, la transmission et l'enregistrement en continu des valeurs de tension artérielle de 5 souris et de la pression barométrique à l'intérieur de 5 cages de contention des animaux MLG-01-01.
L'ensemble MTB est constitué :
- de 5 capteurs implantés dans les 5 souris,
- de 10 antennes de réception des signaux (2 antennes sur chacune des 5 cages de contention des souris),
- de 5 récepteurs (un récepteur dans chacune des 5 cages de contention des souris),
- d'un enregistreur pour les valeurs de pression artérielle des 5 souris et pour la pression barométrique dans chacune des 5 cages de contention des souris,
- des câbles de liaison,
- d'un ensemble d'équipements de test et de contrôle du MTB (ETC MTB).
L'intérêt principal de cette expérience est la mesure continue de la pression artérielle et de la fréquence cardiaque calculée à partir de la courbe de pression artérielle : pendant la période pré-vol, pendant toutes les phases de vol et au retour sur terre pendant la phase de réadaptation à la gravité, comprenant la période de recherche du biosatellite et le transport des animaux.
L'autre avantage important de cette expérience est qu'elle nous permet de faire des études spécifiques sur la microgravité sans prendre en compte les contremesures habituellement utilisées par les cosmonautes. Ces données à propos du déconditionnement cardiovasculaire sont liées au déconditionnement général des animaux et donc intéressent tous les scientifiques impliqués dans ce projet Bion. Cette expérience fournira des données prioritaires sur la réaction cardiovasculaire à différentes influences pendant le vol, non seulement pendant la microgravité mais aussi pendant les phases de d'hypergravité lors du lancement et de l'atterrissage du vaisseau. Ces données obtenues chez des souris qui permettront d'évaluer les effets spécifiques de la microgravité seront importantes pour interpréter les données obtenues par les autres équipes scientifiques.
Les parties sont d'accord pour conduire les expériences selon le planning décrit ci-dessous et résumé dans un tableau.
Il est prévu d'utiliser au départ entre 30 et 40 souris ne pesant pas moins de 20 grammes âgées d'environ 4 mois. Le choix de l'âge et de la taille est basé sur :
- la taille minimale de l'animal en rapport avec la taille du transmetteur
- la notion que croissance de l'animal se ralentit à cet âge et que la physiologie reste à partir de cet âge relativement constante.
L'implantation sera faite sur au moins 10 animaux et le cathéter pour l'enregistrement de la pression artérielle sera implanté dans la crosse de l'aorte via la carotide. L'enregistreur permettra de stocker les données d'une façon à ce que nous puissions avoir la courbe de pression artérielle elle-même et les données battement par battement (PAS, PAD, PAM, FC).
Les tests fonctionnels non invasifs ont pour objectif d'estimer le déconditionnement cardiovasculaire et aussi les conditions générales des animaux. Les tests seront conduits avant et après vol (1er et 3ème jour).
L'enregistrement des paramètres hémodynamiques seront faits pendant un exercice physique (tapis roulant). Pour l'investigation de la réponse cardiovasculaire à un état émotionnel et pour l'estimation de l'activité générale de l'animal et de son anxiété, le test de "planche à trous" et le test de "croix surélevé" seront réalisés. Le test de planche à trous sera fait dans des conditions confortables pour les animaux (en lumière rouge) tandis que le test de croix sera fait dans une condition de stress modéré (lumière vive).
Pendant les tests du 3ème jour, ces tests seront changés pour des tests équivalents ("champs ouvert" et chambre "jour/nuit") pour éviter l'apprentissage des animaux aux conditions expérimentales.
Pour évaluer les fonctions motrices et vestibulaires, nous ferons un test de "Rotarod". La force volontaire maximale du train antérieur se fera par le test du "grip-test". Il est prévu aussi de conduire des tests neurologiques et une estimation des réponses comportementales (réaction de retournement, réaction d'appui des pates, flexion des pattes, reflexe de cornée...)
Ensuite les animaux seront implantés avec un cathéter pour des injections intraveineuses. Deux jours après cette opération, si possible, des tests physiologiques devraient inclure chez des animaux éveillés un test du baroréflex, un H réflex, une évaluation de la force musculaire, et une mesure du débit sanguin par microsphère.
