Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2023-10-30 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-205473)
948 rats vont être utilisé·es, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère pour une partie et sans réveil pour une autre. Un diabète leur est provoqué par injection, avant deux chirurgies pour prélever puis implanter des îlots pancréatiques encapsulés dans l’abdomen, avec jusqu’à 70 mesures de glycémie, 90 injections d’insuline et des sections répétées de la queue pouvant entraîner nécrose et hémorragie. Le porteur teste des hydrogels censés protéger la greffe d’îlots contre le rejet, bénéfice pour les patients diabétiques renvoyé au conditionnel. Il affirme que la régulation glycémique met en jeu de nombreux organes et conclut que le recours à l’animal vivant est indispensable.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le diabète de type 1 (DT1) est une maladie auto-immune induisant une destruction des cellules sécrétant l’insuline et une hyperglycémie. L’une des thérapeutiques proposées pour les patients ayant un DT1 est l’injection dans le foie d’îlots pancréatiques. En effet, la greffe d’îlots est une approche prometteuse permettant une quasi normalisation du contrôle glycémique, qui prévient des évènements hypoglycémiques sévères et qui améliore significativement la qualité de vie du patient DT1. Cependant, cette approche thérapeutique comporte encore de nombreux verrous limitant son application clinique à grande échelle. En effet, un des verrous majeurs est la réaction inflammatoire massive générée au moment de la transplantation qui est à l’origine de la perte de près de 40% de la masse d’îlots implantée. Il s’agit d’une réaction inflammatoire médié par le sang mettant en jeux les mécanismes de la coagulation appelée « Instand Blood Mediated Inflamatory Reaction » (IBMIR). Un second verrou majeur est la réaction immunologique de rejet qui nécessite la mise en place d’un traitement immunosuppresseur connu pour être délétère pour la survie et la fonction de la greffe à plus ou moins long terme. Depuis les années 80, de nombreuses équipes ont tentées de mettre en place un pancréas bioartificiel basé sur l’encapsulation des îlots pancréatiques. Néanmoins, à ce jour, aucun système n’a réellement montré d’efficacité à long terme sur la survie et la fonction des îlots. Ainsi, cette approche de protection des îlots doit être encore améliorée et c’est dans ce contexte que nous situons notre projet de recherche. Ainsi, dans le but de promouvoir cette thérapie en levant ces verrous, nous souhaitons tester différentes méthodes d’encapsulation des îlots à l’aide d’hydrogels. Nous souhaitons donc tester in vivo l’impact de l’encapsulation d’îlots de rats dans le cadre d’une allogreffe (Donneurs et receveurs sont des individus distincts mais d’une même espèce) et humains dans le cadre d’une xénogreffe (le donneur est d’une espèce biologique différente de celle du receveur) dans la cavité abdominale de rats rendu diabétique. Cette étude permettra d’évaluer l’effet protecteur de notre encapsulation sur les réactions de rejet et les réactions.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
La transplantation d’îlots pancréatiques comporte de nombreux verrous limitant son application clinique à grande échelle. En effet, un des verrous majeurs est la réaction inflammatoire massive générée au moment de la transplantation qui est à l’origine de la perte de près de 40% de la masse d’îlots implantée. Un second verrou majeur est la réaction immunologique de rejet qui nécessite la mise en place d’un traitement immunosuppresseur connu pour être délétère pour la survie et la fonction de la greffe à plus ou moins long terme. Ainsi, l’encapsulation d’îlots pancréatiques permettrait de protéger leur destruction par les réactions inflammatoires et de rejet. De plus, au vu de la pénurie d’organe inhérent à toute greffe d’organe, l’encapsulation permettrait d’utiliser des îlots pancréatiques d’espèces différentes. Par ailleurs, l’implantation de d’îlots encapsulés dans la cavité abdominale permet de se soustraire de ces réactions inflammatoires médiées par le sang à l’origine d’une destruction massive des îlots post transplantation. Ainsi, notre stratégie permettrait de maintenir à long terme la survie et la fonction des îlots et d’appliquer la stratégie de transplantation d’îlots pancréatiques à un plus grand nombre de patients diabétiques.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Le diabète sera induit par injection pharmacologique réalisée sur animal vigile (1 injection/animal, durée quelques secondes). Sur 3 à 4 semaines après induction pharmacologique du diabète, une sélection des animaux sera faite selon des critères de glycémie (1 mesure après 4h de jeûne et 1 mesure non à jeun, 1 fois par semaine), de consommation alimentaire et hydrique (mesure sur 24h une fois par semaine sur animal isolé précédée de 24h d’habituation) et de sensibilité à l’insuline (un test de 120 min précédée de 4h de jeûne réalisée à 3 semaine de suivi où la glycémie sera mesurée 8 fois par animal et un prélèvement sanguin sera effectué). Les cellules pancréatiques seront prélevées par approche chirurgicale sous anesthésie/analgésie profonde sans réveil (durée 5 minutes). Ceux-ci seront ensuite encapsulés et implantés 24h plus tard dans le péritoine des rats diabétiques par approche chirurgicale sous anesthésie et analgésie profonde (durée 10 minutes par animal). Tout au long du suivi métabolique, la glycémie sera mesurée sur animal vigile à l’aide d’un glucomètre (durée de quelques secondes) afin d’évaluer l’efficacité des dispositifs (au maximum 70 fois/animal). Une partie de l’évaluation de l’efficacité de la greffe nécessitera de réaliser une injection de glucose aux animaux (au maximum 8 injections/animal sur 3 mois, durée 1 minute). De plus, les animaux recevront au maximum 90 injections d’insulines (Correspondant à la durée maximale de suivi de 3 mois) si la glycémie reste élevée après implantation des dispositifs contenant les îlots pancréatiques (durée quelques secondes par injection). Par ailleurs, afin d’évaluer l’efficacité de notre encapsulation d’îlots, au maximum 22 prélèvements sanguins seront réalisées par animal sur l’ensemble du suivi métabolique si celui-ci dure 3 mois (sous anesthésie locale, 2 minutes par prélèvement). Enfin, l’évaluation de la consommation alimentaire et hydrique des animaux post implantation engendrera au maximum 1 isolement de 48h (24h habituation + 24h de mesure) par semaine soit 12 (si suivi sur 3 mois).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les principaux effets indésirables attendus sont : – perte de poids en lien avec l’induction du diabète – douleurs post-opératoires à la suite des chirurgies réalisées pour la mise en place des hydrogels et l’injection des îlots dans le foie – risque hémorragique lors de l’injection des îlots dans le foie pour les rats contrôles – risque d’infection suite aux implantations (hydrogels, îlots nus) – stress en lien avec la répétition des injections d’insuline (si nécessaires) ou les mesures de glycémies et prises de sang au cours du suivi – stress lié à l’isolement lors des tests de consommation alimentaire et hydrique – hyperglycémie lié au développement du diabète au cours de l’étude et durant les tests de tolérance au glucose – hypoglycémie lié au test de sensibilité à l’insuline – Détérioration (infection, nécrose) de l’extrémité de la queue suite aux prises de sang et aux mesures glycémiques répétées. -Hémorragie post section de la queue.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux sont mis à mort pour la collecte de sang/organes et analyses.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Nous souhaitons valider de nouveaux hydrogels sur la fonction du greffon chez un sujet diabétique. Or la régulation glycémique est un mécanisme complexe faisant intervenir de nombreux organes tous interconnectés entre eux. Ainsi, afin d’étudier si un pancréas bio artificiel est efficace, il ne suffit pas de s’intéresser uniquement à la cellule à insuline isolé mais il est impératif de l’évaluer dans un environnement complexe où tous les acteurs impliqués dans l’homéostasie du glucose sont présent. Le recours à une étude in vivo est alors indispensable.
2. Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera réduit au minimum tout en permettant, grâce à des tests statistiques adaptés, de mettre en évidence des différences significatives au niveau des paramètres étudiés. Le nombre d’animaux nécessaire pour la réalisation des groupes que nous avons indiqué correspond au nombre nécessaire d’animaux à utiliser afin d’obtenir des résultats statistiques. De plus, ce nombre est basé sur les différences interindividuelles des animaux et des préparations d’îlots humains que nous isolerons mais aussi sur notre longue expérience obtenue au cours des nombreuses études métaboliques réalisées sur des rats rendus diabétiques dans le cadre de transplantation d’îlots pancréatiques.Cette étude nécessitera 948 rats.
3. Raffinement
Le raffinement a principalement lieu au niveau de l’hébergement avec un enrichissement des cages à l’aide de cylindres en PVC rouge, qui servent de refuge aux animaux et permet ainsi de diminuer leur stress, ainsi qu’à l’aide de bâtons en bois qui leur permettent de reproduire leur comportement naturel de rongeurs. Le raffinement est aussi présent dans le suivi des animaux réalisé quotidiennement durant toute la durée de l’étude, avec l’utilisation d’une grille d’évaluation adaptée aux procédures, qui permet de détecter rapidement la souffrance, la douleur chez les animaux et de mettre en place les traitements adaptés. En accord avec cette grille, des points limites prédictifs ont été déterminé afin de soustraire les animaux aux procédures expérimentales en cours d’étude. Les animaux en hyperglycémie recevront une insulinothérapie. Le cas échant la cétonémie sera mesurée afin d’ajuster les doses d’insuline à injecter. Enfin, les actes chirurgicaux et les prélèvements terminaux seront réalisés sous anesthésie analgésie profonde. De plus, la chirurgie et les tests d’évaluation d’efficacité de notre traitement, ne seront effectués que 2h après avoir placé les animaux dans la salle où aura lieu l’expérimentation, afin de diminuer le stress. Enfin, tout acte sur l’animal sera réalisé par du personnel expérimenté afin de réduire au maximum la durée des interventions et le stress des animaux.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le Rat est la principale espèce utilisée dans de nombreuses études sur le diabète et la transplantation d’îlots pancréatiques. En effet, les rats diabétiques partagent des caractéristiques similaires à la physiopathologie du diabète chez l’Homme. De plus, les rats ont été préférés aux souris à cause de leur taille permettant une aisance de manipulations et facilite les interventions chirurgicales. Les rats pour cette étude seront âgés de 8 semaines, coïncidant avec un poids d’environ 200g. Poids idéal pour le prélèvement des pancréas, la réalisation des chirurgies et de nos tests d’évaluation d’efficacité de notre traitement.