Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 08/02/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-753497)
8 porcs vont être utilisés, opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil, dans une procédure unique pouvant durer jusqu’à sept heures. Un cathéter destiné à traiter l’insuffisance cardiaque est manipulé dans leur cœur, avec un risque d’arythmie sévère et de fibrillation ventriculaire, avant une mise à mort pour analyses. Le porteur met au point ce dispositif médical avant son passage chez des patients. Il affirme que les modèles ex vivo ne reproduisent pas la complexité physiologique et retient le porc pour sa similitude cardiaque avec l’humain.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Plus de 26 millions de personnes dans le monde souffrent d’insuffisance cardiaque, maladie potentiellement mortelle avec un taux de survie inférieur à certains cancers. Les cas graves d’insuffisance cardiaque pourraient être traités par transplantation cardiaque, néanmoins, la rareté des donneurs rend cette option impossible dans la plupart des cas. Récemment, des approches de médecine régénérative ont montré des résultats prometteurs dans l’amélioration des fonctions cardiaques suite à la transplantation de sphères cardiaques dérivées de cellules souches. Cependant, cette approche nécessite une chirurgie à cœur ouvert, ce qui n’est pas idéal pour la pratique clinique. Afin de rendre la procédure de transplantation de cellules cardiaques moins invasive, un nouveau dispositif de délivrance a été développé en utilisant un cathéter spécifique, qui délivrera ces cellules directement dans la paroi du cœur du patient pour permettre une régénérescence des cellules cardiaques et donc de traiter la maladie. Ce projet a pour objectif d’optimiser la procédure clinique d’utilisation du nouveau cathéter cardiovasculaire, visant à traiter l’insuffisance cardiaque. Les tests permettront de valider la manipulation du cathéter, d’optimiser les procédures d’imagerie pour la cartographie et le guidage du cathéter à travers le corps et jusqu’à la cible et enfin de maîtriser et d’atténuer tous les risques potentiels liés à la réalisation de cette opération.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le test de ce cathéter sur les animaux est fondamental pour confirmer que ce nouveau dispositif médical atteint bien les niveaux de sécurité, d’efficacité et d’ergonomie attendus pour sa future application chez le patient. Ce projet permettra de passer à la phase suivante d’investigation chez les patients, pour à terme être proposé comme solution de traitement de l’insuffisance cardiaque.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux subiront une unique procédure, sans réveil, au cours de laquelle le cathéter d’intérêt sera testé. Lors de cette procédure les animaux seront sous anesthésie générale. Cette procédure durera 7 heures maximum, avec un examen d’imagerie non invasif de 15 minutes avec le Scanner ou une heure avec l’IRM.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Il s’agit d’une procédure sans réveil ; l’animal sera maintenu sous anesthésie générale et ne devrait pas ressentir de douleur (analgésie adaptée). Des complications telles que des arythmies sévères et une fibrillation ventriculaire peuvent provoquer une asystolie. Un protocole de réanimation, limité à la manipulation externe, sera utilisé pour récupérer la fonction cardiaque.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A la fin du projet les animaux seront euthanasiés afin de réaliser des analyses ex-vivo.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Les caractéristiques du dispositif ont été testées préalablement dans des études ex vivo. Mais les modèles ex-vivo n’offrent pas la complexité physiologique de l’organisme ni les mouvements des organes, il est donc primordial de tester in vivo le cathéter sur un modèle de grand mammifère, le porc a été choisi de par une similitude anatomique cardiaque très importante avec le cœur humain. Il n’est à ce jour pas possible de remplacer l’utilisation d’animaux dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables humains avant leur utilisation chez le patient.
2. Réduction
Les différents prototypes du dispositif médical (cathéter) seront mis au point dans un simulateur et testés dans ce simulateur avant la phase d’expérimentation animale afin d’en optimiser la sécurité et l’efficacité du dispositif en amont pour de réduire le nombre d’animaux utilisés. Ce simulateur permet d’importer le modèle d’imagerie du cœur imprimé en trois dimansions et de localiser l’extrémité du cathéter d’injection dans le cœur, comme cela sera le cas chez les patients. La stratégie pour réduire le nombre d’animaux utilisés dans ce projet reposera également sur la maximisation du nombre de sites d’injection. Dans l’objectif de réduire au maximum le nombre d’animaux, de nombreuses évaluations du dispositif seront réalisées sur un même animal. La phase d’expérimentation reste cependant nécessaire chez l’animal car certains aspects importants ne sont pas pris en compte dans le simulateur : la contraction cardiaque, les mouvements de la respiration ou les phénomènes de coagulation.
3. Raffinement
Pendant l’hébergement préopératoire, les animaux sont hébergés dans des locaux adaptés avec les méthodes de raffinement appropriées à l’espèce, notamment, en groupe social, avec des jeux, accès à la nourriture et l’eau. Les porcs sont suivis quotidiennement par le personnel formé de l’animalerie, pouvant contacter rapidement le vétérinaire ou le chef de projet si nécessaire. Le jour de l’expérimentation, les animaux sont prémédiqués, puis transportés dans la salle, où ils seront pris en charge par l’équipe qui réalisera la procédure. Pendant la procédure, les animaux sont maintenus sous anesthésie générale avec une ventilation mécanique, leurs paramètres vitaux sont surveillés continuellement (fréquence cardiaque, pression sanguine, saturation en oxygène, température). Un protocole analgésique adapté est mis en place. Une voie veineuse permet d’apporter l’hydratation nécessaire et de fournir des anti-arythmiques en cas de risque de fibrillation ventriculaire. Un défibrillateur est toujours disponible dans la salle. La configuration de l’opération est identique à celle qui sera réalisée chez l’Homme.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les porcs sont largement utilisés comme modèles animaux pour les tests précliniques de produits cardiovasculaires humains en raison des similitudes de l’anatomie cardiaque et les propriétés hémodynamiques et électrophysiologiques. Par conséquent, le cathéter (conçu et dimensionné pour l’homme) pourra être testé dans sa configuration sans modification. Des porcs jeunes d’environ 70 kg seront inclus dans le projet, à ce stade, le cœur est similaire à celui d’un homme adulte.