Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 09/06/2022
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-146170)
72 rats vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des injections sous-cutanées puis subissent des prélèvements sanguins répétés par la veine de la queue, jusqu’à treize sur certaines périodes, pour établir le profil pharmacocinétique de formulations à libération prolongée d’un médicament. Le porteur réalise cette étude pour un laboratoire client et affirme que le recours à l’animal entier reste une étape « nécessaire » et obligatoire d’un point de vue réglementaire. Il précise avoir préféré le rat à la souris pour son volume sanguin plus important, afin de limiter les effectifs.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le laboratoire pharmaceutique client a développé des matrices de type gel qui peuvent être complexées avec des composés thérapeutiques et être administrées par voie sous-cutanée afin d’induire une libération prolongée du composé complexé. Ce type de formulation (ou galénique) permet ainsi, en théorie, de réduire très sensiblement la fréquence d’administration de médicaments dont la voie d’administration est sous-cutanée. Néanmoins, il est nécessaire de tester, pour chaque composé à complexer, sa stabilité à moyen long terme dans la matrice afin que ce dernier conserve son efficacité. Par ailleurs, la durée de libération va également dépendre étroitement de la composition du gel, notamment de son « maillage » moléculaire. Le présent projet vise ainsi à explorer le profil pharmacocinétique de 6 formulations à libération prolongée du médicament X (agoniste des récepteurs nicotiniques) administrées par voie sous-cutanée chez le rat, dans le but d’optimiser son développement. Les données obtenues seront comparées aux profils pharmacocinétiques obtenus après administration d’une galénique classique du composé X par voie intraveineuse et sous-cutanée. La formulation permettant la meilleure stabilité du compose X et de ses paramètres pharmacocinétiques sera conservée pour la suite du développement, notamment dans un cadre clinique.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le projet permettra de catégoriser les formulations à libération prolongées du médicament X de npotre client en fonction de leur paramètres pharmacocinétiques et de prioriser les meilleures formulation piour la suite du développement préclinique et clinique. La formulation à libération prolongéedevrait à terme permettre de réduire considérablement la fréquence d’administration du composé X qui est déjà utilisé en clinique humaine sous sa forme galénique classique.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Pesée (1min ; 2 fois ; De D-10 à D-1). Injections sous-cutanée NaCl 0,9% (1min ; quotidien ; De D-5 à D-1). Habituation boîtes de contention (5min ; De D-4 à D-2). Anesthésie gazeuse (5min ; A D-3). Administration sous-cutanée du composé d’intérêt pour 63 animaux (1min ; A D0). Administration intraveineuse [Anesthésie gazeuse ; Injection] (5min ; A D0). Prélèvements sanguins de 200µL pour le composé d’intérêt (5min ; 4 fois ; De 30min à 24h / 13 fois ; une par jour ; A D2, D3, D4, D5, D7, D10, D13, D16, D19, D22, D28, D35 et D42). Prélèvements sanguins de 200µL pour les contrôles (5min ; 4 fois ; De 30min à 24h / 8 fois ; une par jour ; A D2, D3, D4, D5, D7, D10, D13 et D16).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La répétition des prélèvements sanguins via la veine de la queue est de nature à induire un stress aux animaux. Par ailleurs, ces prélèvements répétés pourraient s’avérer générateurs de lésions problématiques au niveau de la queue. Afin de limiter le stress, les animaux seront manipulés de façon quotidienne par les expérimentateurs et habitués aux systèmes de contention utilisés au cour des prélèvement. Sur les 24h suivants l’injecton, il est nécessaire d’obtenir des points de prélèvements rapprochés dans le temps pour un analyse correcte des paramètres pharmacocinétiques. Afin de limiter le nombre de prélèvements par animal, chaque groupe exprimental sera divisé en deux sous-groupes (4 et 5 animaux respectivement) qui ne subiront que la motié des prélèvements sanguins sur les 24h premières heures post-administration. Afin de se prémunir de lésions potentielles au niveau du site de prélèvement sanguin, ceux-ci seront pratiqués à l’aide de microperfuseurs à ailettes, ces derniers autorisant un prélèvement sanguin en n’insérant que le premier millimetre de l’aiguille dans la veine. Une attention particulière sera portée à la queue des animaux. Si un hématome venait à apparaitre, les prélèvements suivants seraient pratiqués sur le coté opposé de la queue.. Par ailleurs, le volume de sang prélevé pour chaque point (200µL) est limité au volume minimum possible pour la réalisation des analyses pharmacocinétiques (PK) postérieures.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront euthanasiés à l’issue de l’étude. Après euthanasie, certains organes seront prélevés (coeur, poumons, cerveau…) afin d’étudier une accumulation éventuelle à leur niveau du composé X ou d’éléments constituants de la matrice de libération prolongée.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le présent projet vise à déterminer les paramètres pharmacocinétiques de formulations à libération prolongée d’un médicament X. Le recours à l’animal entier reste une étape nécessaire et obligatoire d’un point de vue règlementaire pour ce type d’étude. Le choix du modèle rat a été préféré à la souris du fait des capacités accrues de prélèvemlents sanguins sur ce modèle (volémie plus importante).
2. Réduction
Le nombre d’animaux utilisés par groupe a été défini comme le nombre minimum nécessaire pour être en mesure d’obtenir des données significatives sur les paramètres pharmacocinétiques étudiés. Le nombre d’animaux par groupe a été choisis selon les recommandations d’un ouvrage de référence. Le nombre de 9 animaux par groupe a été choisi en tenant compte d’une possibilité de variabilité plus importante de la biodisponibilité des drogues progressivement libérées par la matrice en sous-cutanée par rapport à une administration classique (libération immédiate). Ce nombre a également été adapté à la nécessité de créer deux sous-groupes de 4 ou 5 animaux par groupe expérimental afin de limiter le nombre de prélèvements sanguins sur chaque animal à D0 (chaque sous-groupe ne subira que la moitié des prélèvements sur le premier jour) afin de rester dans des limites de volume de prélèvement cumulé acceptables (voir plan de prélèvements en Annexe).
3. Raffinement
Le modèle animal qui sera utilisé est parfaitement caractérisé dans la littérature et couramment utilisé dans les études pharmacocinétiques. Le protocole a été planifié de façon à limiter au maximum tout stress et tout inconfort pour les animaux. Notamment, les volumes des prélèvements sanguins en série seront limités au strict nécessaire pour l’élaboration des dosages. Les prélèvements s’avérant relativement fréquents le premier jour de l’étude, l’effectif a été doublé afin de ne réaliser que la moitié des prélèvements sur un même animal pour cette journée. Par ailleurs, les prélèvements seront réalisés par ponction de la veine de la queue à l’aide de microperfuseurs à ailettes, ces derniers autorisant un prélèvement sanguin en n’insérant que le premier millimetre de l’aiguille dans la veine. Les animaux seront hébergés à 4/5 par cage et un enrichissement du milieu de vie sera assuré par l’ajout de petites briquettes en bois et de tubes cartons spécifiques pour rat (SAFE). Enfin, un suivi journalier des animaux permettra une action rapide en cas d’atteinte des points limites établis (administration d’analgésiques; cf annexes). Concernant l’hébergement, les animaux seront hébergés par groupes de 4 ou 5 animaux dans des cages individuellement ventillées, dans notre animalerie EOPS. Ils recevront de la nourriture et de l’eau ad libitum. Le cyclejour/nuit sera de 12h/12h et la température sera régulée à 21°C +/- 1°.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le rat a été préféré à la souris compte tenu du nombre de prélèvements et des volumes sanguins nécessaires à l’étude. La même étude sur la souris aurait nécessité de limiter le nombre de prélèvements à 1 ou 2 par animal, ce qui aurait eu pour conséquence d’augmenter considérablement les effectifs de l’étude. Par ailleurs à ce stade, les études sur animaux non rongeurs n’ont pas été envisagées par soucis de Remplacement (Règle des 3Rs). Il nous apparait que les études sur les mammifères non murins devraient être limitées aux études règlementaires sur des leads (molécules actives) déjà sélectionnés. Or dans le cas présent il s’agit d’une étude de sélection de leads, permettant d’optimiser la R&D du client et de limiter le développement ultèrieur aux leads présentant les meilleurs propriétés pharmacocinétiques. Les animaux utilisés seront des rats adultes (300 g à réception/350g env. au démarrage des expérimentation). Ce stade de développement a été choisi: – en se basant sur le recommendations d’un ouvrage de référence. – en considérant le nombre de prélèvements et les volumes sanguins nécessaires à la bioanalyse.