Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 13/01/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-796073)
458 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, une partie menée sous anesthésie sans réveil. Elles subissent un arrêt cardiaque provoqué suivi d’une réanimation par massage cardiaque et ventilation mécanique, le porteur estimant que 20 pour cent meurent dans les trois heures et 40 pour cent dans les six heures malgré la réanimation. L’étude cherche une cible pour limiter la fuite capillaire au cours des chocs, l’arrêt cardiaque induisant selon le porteur un coma qui rendrait la procédure sans inconfort. Il affirme que les études in vitro préalables « ne sont pas satisfaisantes » et que le modèle animal est nécessaire pour intégrer les composantes physiologiques.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Ce projet de recherche fondamentale vise à trouver des cibles thérapeutiques pour contrôler la fuite capillaire (fuite de plasma au travers des vaisseaux) au cours des états de choc cardiogénique chez l’homme. Les états de choc constituent un enjeu de santé publique. Les admissions pour états de choc représentent un tiers des admissions en réanimation (environ 20.000 patients par an), et la mortalité associée reste de l’ordre de 40% actuellement. Il existe au cours des états de choc une fuite capillaire importante). Cette fuite capillaire est due à une augmentation de la perméabilité des vaisseaux du fait de l’activation de l’inflammation (syndrome de réponse inflammatoire systémique : SRIS). Lorsqu’elle est généralisée, cette fuite capillaire aggrave l’insuffisance circulatoire du fait de la baisse du volume sanguin, et participe à l’apparition de lésions sur l’ensemble des organes (syndrome de défaillance multiviscérale). Le contrôle de la fuite capillaire s’est avéré très bénéfique dans plusieurs modèles de choc chez l’animal. Cependant, les déterminants de cette fuite capillaire au cours des états de choc restent très peu connus chez l’homme. Dans un travail prospectif de recherche translationnelle entre un service de réanimation médicale et un laboratoire de recherche, nous avons isolé plusieurs protéines associées au syndrome de fuite capillaire chez des patients atteints de SRIS. Cette étude a permis en particulier d’identifier l’angiopoïétine-like 4 comme cible d’intérêt particulier. Notre objectif est de fournir la preuve de concept que la modulation de l’activité de l’ANGIOPOÏETINE-LIKE 4 permet de diminuer la fuite capillaire et la mortalité au cours du SRIS.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce travail nous permettra de caractériser le rôle de l’ANGIOPOÏETINE-LIKE 4 dans la fuite capillaire associée au choc cardiogénique post-arrêt cardiaque, et le potentiel intérêt de sa modulation. Le contrôle de la fuite capillaire au cours de ce syndrome est une approche totalement innovante. Elle répond à un besoin médical majeur, l’arrêt cardiaque restant associé à plus de 50% de mortalité actuellement, et la fuite capillaire jouant un rôle majeur dans l’évolution défavorable des patients. L’objectif à long terme de ce projet est la mise au point de nouvelles thérapeutiques pour contrôler la fuite vasculaire chez les patients.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Une antalgie prophylactique par injection sous-cutanée sera systématiquement réalisée avant le début de la procédure (typiquement 1 à 2 secondes). Un cathéter veineux sera ensuite mis en place (la procédure complète dure environ 30 minutes). Toutes les différentes injections sont administrées via le cathéter et ne nécessitent donc pas d’interventions supplémentaires sur l’animal. La réanimation cardio-circulatoire comporte un massage cardiaque (8 minutes) et une ventilation mécanique (i.e. une assistance respiratoire) d’au moins 1h jusqu’à atteindre une fréquence respiratoire supérieure à 100/min. L’imagerie cardiaque par échographie (non invasive) dure typiquement 15 minutes.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
De par la variabilité physiologique des animaux ou de par leur génotype, certains animaux répondent moins bien à la réanimation et le cœur reste en arrêt malgré la réanimation cardio-respiratoire : nous estimons une perte d’effectifs de 20% à 3h et 40% à 6h. Cependant, l’arrêt cardiaque induit une encéphalopathie post-anoxique avec des troubles de conscience (c’est-à-dire un coma), et les données de la littérature n’indiquent pas d’inconfort lié à cette procédure. Ceci est confirmé par notre suivi des animaux au cours de la mise au point du modèle.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Mise à mort, pour récupération post-euthanasie du sérum et des tissus.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Dans un but de remplacement, des études préliminaires in vitro ont été réalisées. Cependant, ces conditions expérimentales ne sont pas satisfaisantes car elles ne permettent pas de reproduire les nombreuses voies physiologiques mises en jeu au cours du SRIS (Syndrome de Réponse Inflammatoire Systémique). La fuite capillaire est en effet d’origine multi-factorielle et l’ANGIOPOÏETINE-LIKE 4 régule de nombreuses voies physiologiques. Notre projet nécessite par conséquent le recours à un modèle animal, qui intègre ces différentes composantes physiologiques.
2. Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit à celui requis pour une validité statistique des résultats. Le plan expérimental a été optimisé de façon à combiner les données obtenues pour chaque animal et réduire l’effectif nécessaire. Notamment, l’imagerie cardiaque par échographie sera effectuée sur les mêmes animaux que les mesures de fuite capillaire. De plus, les analyses sanguines et histologiques seront effectuées sur le sang et les organes non prélevés. En parallèle, notre équipe poursuit une veille bibliographique continue sur le sujet et sur le modèle de façon à ne par dupliquer d’éventuelles nouvelles données. De la même façon, l’ensemble des résultats du projet sera publié, pour les rendre accessibles aux autres équipes.
3. Raffinement
Nous tendrons vers les objectifs préconisés de raffinement. L’arrêt cardiaque induisant une encéphalopathie post-anoxique avec des troubles de conscience (coma), les données de la littérature n’indiquent pas d’inconfort lié à cette procédure. Un suivi attentif d’un potentiel inconfort sera néanmoins mis en place : pour diminuer au maximum l’inconfort potentiel des souris au cours des procédures, une antalgie prophylactique sera systématiquement réalisée avant le début de la manipulation. Ensuite, les procédures invasives seront réalisées sous anesthésie générale avec une analgésie appropriée. L’état de conscience sera systématiquement dépisté après levée de la sédation toutes les heures pendant 7 heures. L’inconfort sera dépisté par une échelle validée et un traitement antalgique sera administré en cas de besoin. Les mises à mort seront réalisées sous anesthésie générale.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les souris ont été choisies car le protocole précis de SRIS secondaire à un arrêt cardiaque est établi chez la souris et il permettrait la démonstration de la preuve génétique de l’implication de notre cible d’intérêt dans ce modèle. Ces expériences permettront de définir si le gène d’intérêt peut être une nouvelle cible thérapeutique potentielle dans le traitement de la fuite capillaire au cours du SRIS chez l’homme. Les expériences seront réalisées sur des souris de 10 à 12 semaines, le modèle de SRIS étant bien défini dans la littérature pour ce stade de développement, ainsi que lors de nos expérimentations préliminaires sur ce modèle.