Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 15/02/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-784383)
10 moutons vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque animal subit une première chirurgie cardiaque de trois heures dérivant la veine cave vers les artères pulmonaires, puis environ deux mois plus tard une seconde intervention, avant huit heures de cathétérisme, d’échographie et d’IRM, pour mettre au point un modèle de la circulation de Fontan pratiquée chez des enfants. Le porteur indique que les complications attendues incluent hémorragie aiguë, dysfonction cardiaque, troubles du rythme, défaillance respiratoire ou sepsis pouvant tuer l’animal pendant l’opération ou durant les soixante jours suivants. Il rappelle qu’un essai similaire en 2020 avait entraîné la mort de deux moutons sur dix, et prévoit une mortalité comparable, estimant avoir « besoin » de dix animaux pour en exploiter huit.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La procédure de Fontan est réalisée pour la prise en charge palliative d’enfants atteints d’une cardiopathie congénitale complexe de type « ventricule unique » en attente d’une transplantation cardiaque. Néanmoins, l’histoire évolutive des patients palliés par une circulation de Fontan est marquée par des complications telles que des dysfonctions d’organes menant au décès ou à la transplantation cardiaque. Afin de mieux comprendre les mécanismes à l’origine de ces défaillances, de nombreuses équipes ont tenté de développer des modèles animaux reproduisant ce montage. Cependant, très peu d’équipes sont parvenues à développer un modèle chronique fiable et reproductible. L’objectif principal de notre programme expérimental est la mise au point et la validation d’un modèle animal chronique fiable et reproductible de circulation de Fontan à partir d’une approche peu invasive. Ainsi, ce projet a pour objectif de mettre au point et de valider un modèle ovin chronique de circulation de Fontan, en utilisant une technique interventionnelle hybride – chirurgicale et percutanée, mini-invasive, qui ne nécessite pas d’assistance cardiaque per-procédurale afin de limiter la mortalité liée à la procédure.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Il s’agit d’un projet ambitieux dont les résultats permettraient une meilleure compréhension des complications chroniques de la CF. Il permettrait aussi d’ouvrir de nouvelles perspectives de recherche, en permettant de tester des solutions thérapeutiques (médicamenteuses, dispositifs d’assistances) mais aussi d’avoir un véritable impact en termes de santé publique en améliorant la prise en charge de ces patients.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis à différentes opérations permettant de créer le modèle de la maladie, de suivre son évolution, de comprendre et répondre aux objectifs du projet : une dérivation cavo-pulmonaire partielle réalisée par voie chirurgicale d’une durée estimée à 3h qui consiste en la dérivation du sang veineux drainé par le veine cave supérieure vers le réseau artériel pulmonaire puis environ 2 mois plus tard, la réalisation d’une dérivation cavopulmonaire totale qui consiste en la finalisation de la dérivation du réseau veineux inferieur vers la circulation pulmonaire par voie per-cutanée. Ensuite une série de mesures par cathétérisme cardiaque, échocardiographies trans-thoraciques et IRM cardiaque sont réalisées sur une durée totale de 8h afin de comprendre les causes de défaillance aigues de ce modèle animal de circulation de Fontan.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les effets indésirables possibles sont une défaillance multiviscérale par hémorragie aigue, dysfonction cardiaque, troubles du rythme cardiaque, défaillance ventilatoire ou sepsis sous anesthésie générale conduisant au décès pendant une procédure ainsi que pendant la période inter-procédurale de soixante jours.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A la fin du projet, les animaux seront euthanasiés afin de pouvoir poursuivre les investigations scientifiques ex-vivo.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Cette étude a pour objectif la mise au point du premier modèle animal chronique de circulation de Fontan afin de pouvoir identifier des cibles thérapeutiques et développer des traitements chez l’homme et notamment une assistance circulatoire mécanique de longue durée adaptée spécifiquement à la circulation de Fontan ; ces projets requièrent un modèle animal proche anatomiquement et physiologiquement de l’homme sur le plan cardiovasculaire et pulmonaire. Le remplacement par une espèce non vertébrée, ou autre qu’un mammifère terrestre serait donc non pertinent. Et la réalisation de cette étude in-vitro ou ex-vivo ne permettrait pas le recueil des données nécessaires et interprétables pour le développement de ce modèle animal chronique de circulation de Fontan. Le choix de l’Ovis aries résulte d’une réflexion autour de la meilleure stratégie de remplacement possible, en effet le projet par sa complexité technique nécessite un animal dont le cœur et les vaisseaux soient de taille suffisante.
2. Réduction
Le nombre d’animaux a été calculé pour permettre un nombre suffisant d’observation pour permettre d’observer une variation significative des données. En 2020, le développement de la technique hybride par chirurgie et cathétérisme interventionnel sur 10 animaux a conduit à une mortalité per-procédurale de 20% soit 2 animaux. Nous prévoyons une mortalité similaire voire moindre compte tenu de l’expérience acquise en 2020, nous l’avons estimée à environ 15% pour ainsi assurer les manipulations et le recueil des données chez 8 animaux, nous avons estimé avoir besoin de 10 animaux. Notre stratégie est de réaliser successivement les différentes manipulations de telle sorte que l’une n’interfère pas les résultats de la suivante avec un recueil des données avant début des manipulations qui servira de référence pour en analyser les données. Chaque animal sera son propre témoin et permettra donc le recueil de données de 4 états différents, lors d’une seule et même anesthésie générale sans réveil.
3. Raffinement
L’animal est place dans les conditions d’hébergement initial avec les méthodes de raffinement adéquat a son espèce : groupe social, pierre a sel et jouets. Une acclimatation de 4 jours à l’animalerie de l’IHU est prévue avant la première étape. Les animaux sont suivis quotidiennement par du personnel formé. Les animaux sont suivis selon des points limites clairement définis et spécifiques au projet. Le transport durant les périodes intermédiaires entre les différentes étapes du projet offrira à l’animal des conditions quotidiennes maximales d’hébergement et de raffinement notamment du fait que les animaux auront accès à un enclos extérieur Pour l’intervention, l’animal sera prémédiqué. Sous anesthésie générale, le niveau de sédation et d’analgésie sera adapté aux besoins de l’animal L’ensemble des gestes invasifs, douloureux ou anxiogènes seront réalisés ensuite sous anesthésie générale. Une fois les manipulations terminées, une analgésie de relais est administrée, puis la sédation est levée, jusqu’à atteinte d’un niveau d’éveil suffisant pour permettre un réveil. Une analgésie est maintenue 7 jours. A l’issue de la dernière phase des manipulations, toujours réalisées sous anesthésie générale, les animaux seront euthanasiés.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le modèle ovin a été choisi pour plusieurs raisons, son anatomie et sa physiologie cardio-vasculaire proche de l’humain, une anatomie thoracique compatible avec la chirurgie prévue, des poids en bas âge et à l’âge adulte adaptés aux différentes procédures et à la mise en place de matériel dédié et une tolérance clinique induits par les modifications physiologiques induite. Nous utiliserons des animaux d’environ 12 semaines qui auront atteint 5 mois lors du deuxième temps chirurgical ce qui correspond au délai de totalisation de la circulation de Fontan chez l’humain (petite enfance).