Évaluation préclinique chez le porc d’une méthode innovante en hémodialyse pour améliorer la clairance dialytique des toxines urémiques liées aux protéines

L’insuffisance rénale chronique terminale concerne en France plus de 90 000 patients et nécessite pour assurer leur survie le recours à la dialyse ou à la transplantation. Les toxines urémiques sont des « déchets » qui n’étant plus éliminés par les reins s’accumulent chez les patients insuffisants rénaux et sont responsables de nombreux effets délétères. Certaines toxines sont très mal éliminées par les techniques actuelles d’hémodialyse. Nous avons développé une nouvelle procédure d’hémodialyse plus efficace pour éliminer ces toxines urémiques (brevet en cours de rédaction) et souhaitons tester ce protocole sur des modèles animaux (porcs) dans des conditions proches de la clinique. Nous espérons ainsi produire de solides données pré-cliniques (tant sur l’efficacité que sur la sécurité de cette nouvelle approche) nous permettant d’envisager rapidement la mise en œuvre d’une étude clinique pilote sur des patients hémodialysés. Nous sommes persuadés que la meilleure élimination de ces toxines urémiques lors des séances d’hémodialyse permettra de diminuer considérablement les complications (notamment cardio-vasculaires) et la mortalité chez les patients hémodialysés.

Nous souhaitons développer une nouvelle procédure d’hémodialyse qui soit 1) à la fois économiquement responsable (cout limité) car la prise en charge en hémodialyse représente déjà une charge importante pour nos systèmes de santé (89k€ par patient par an). 2) qui soit très facilement mis en œuvre dans tous les centres de dialyse sans nécessité de modification importante du matériel d’hémodialyse. Cette étude vise donc à tester la perfusion de composés innovants qui permettraient d’améliorer l’efficacité de la séance d’hémodialyse. Nous avons déjà réalisé un démonstrateur in vitro et souhaitons désormais mieux documenter leur efficacité dans une étude pré-clinique envisagée comme prémisse à une étude clinique pilote sur patients hémodialysés. Cette étude préclinique sur gros animal nous permettra de démontrer l’efficacité et d’évaluer la sécurité et la bonne tolérance de notre protocole avant d’entreprendre l’étude clinique.

La procédure dure environ 4h30 pour chaque animal (15 min de préparation (pré-anesthésie -induction de l’anesthésie), 1h15 de chirurgie, 2h d’hémodialyse et 1h de suivi post hémodialyse). L’animal sera anesthésié et une analgésie préventive par infusion continue d’un morphinique sera mise en place. Durant cette anesthésie, le porc subira une séance d’hémodialyse de deux heures au cours de laquelle des prélèvements de sang seront réalisés (représentant au total moins de 2% du volume sanguin total de l’animal). L’animal sera euthanasié par injection létale a l’issue de l’expérimentation sans que ce dernier ne soit réveillé afin d’éviter toute détresse ou toute douleur. Chaque animal ne subira qu’une seule procédure expérimentale.

Il s’agit d’un protocole expérimental sans réveil de l’animal qui sera maintenu sous anesthésie générale profonde et analgésie préventive tout au long de l’expérimentation. L’animal sera mis à mort par injection létale a l’issue de la procédure sans que ce dernier ne soit réveillé afin d’éviter toute détresse ou toute douleur. Un monitoring physiologique complet sera réalisé en continu durant le protocole afin de garantir la sécurité de l’animal et le bon déroulement de la procédure. Les éventuelles complications attendues sont les mêmes que celle observées lors d’une séance d’hémodialyse chez l’homme, à savoir de possibles chutes de tension artérielle et la formation de caillots (thromboses) dans les cathéters. Ces complications sont non létales pour l’animal et ne sont pas génératrices de souffrance mais susceptibles d’être à l’origine d’un arrêt prématuré de la procédure pour l’animal considéré. La tension artérielle étant monitorée en continue, les chutes de tension pourront être traité par un remplissage vasculaire (mise en place d’une perfusion). La formation de thromboses dans les lignes d’hémodialyse sera quant à elle prévenue par une administration préventive d’un anticoagulant à tous les animaux au besoin complétée par une seconde administration pendant la séance de dialyse.

Tous les animaux seront mis à mort sans réveil à l’issue de la séance d’hémodialyse afin d’éviter toute douleur ou toute détresse. A l’issue de l’expérimentation, le porc sera euthanasié sous anesthésie générale. Outre les abords chirurgicaux susceptibles d’être à l’origine de douleurs post-opératoires, les animaux auront subi pendant 3h un clampage bilatéral des pédicules rénaux et ils développeraient une insuffisance rénale aigue s’ils étaient maintenus en vie. Cette insuffisance rénale aigue ne pourrait être prise en charge et menacerait leur survie. Il est donc plus éthique d’euthanasier les animaux avant leur réveil.

L’utilisation du porc, animal de taille assez comparable à l’homme, nous permet de valider notre méthode dans des conditions aussi proche que possible de la clinique. Nous ne souhaitons utiliser que du matériel clinique (parmi lequel les générateurs d’hémodialyse) afin de valider en condition aussi proche que possible de la réalité clinique. L’utilisation de machine d’hémodialyse clinique impose des débits sanguins (>100 ml/min) et de dialysat minimums (200 mL/min) et un volume extra-corporel (env. 60 mL) qui ne sont compatibles qu’avec un animal de grande taille tel porcs. Le volume sanguin d’un porc de 35-40kg (volume sanguin de 65mL/kg soit 2,2 L) est ainsi parfaitement compatible avec l’usage des machines d’hémodialyse. Les voies d’abords (veineuses) nécessitent la pose d’un cathéter double lumière qui ne peut se faire facilement chez le petit animal (rongeur ou lagomorphe) ou nécessiterait de multiplier les abords chirurgicaux afin de poser différentes voies (plusieurs veines ou artères). Le porc présente une bonne accessibilité et permet par sa taille et la facilité d’abord la pose d’un cathéter double par voie jugulaire. L’utilisation du porc nous permet de valider notre méthode dans des conditions aussi proche que possible de la clinique et d’envisager une translation rapide à la clinique. Nous utiliserons des porcelets d’environ trois mois ayant un poids compris entre 30 et 40 kg. Nos installations et notre matériel ne sont pas adaptés à des animaux de plus de 50 kg, et de ce fait, augmenteraient les difficultés d’expérimentations, tant du point de vue de la manipulation de l’animal que de la gestion de l’anesthésie. Enfin le volume sanguin de ces animaux est suffisamment important compte tenu du volume extracorporel de sang dans la machine d’hémodialyse (ligne veineuse et artérielle et membrane de dialyse) et du débit de sang nécessaire à l’hémodialyse (>100 mL/min). En outre, la surface de la membrane de dialyse doit être proportionnelle à la surface corporelle. Les plus petites membranes de dialyse disponible en clinique humaine ont une surface d’environ 1 mètre carré. La surface corporelle d’un porc de 35-40kg est de 0.9 mètres carrés ce qui serait compatible avec l’utilisation de telles membranes d’hémodialyse.