Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 27/12/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-452791)
75 rats vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque animal subit une laparotomie, une thoracotomie et une heure d’ischémie du poumon sous ventilation mécanique, avec des réveils entre trois temps opératoires étalés sur trois jours, avant le prélèvement du cœur et des poumons. Le porteur indique attendre des douleurs thoraciques et abdominales contrôlées par la morphine et une réduction de la mobilité de deux à trois heures. Il teste l’effet d’anti-héparanases sur l’endothélium pulmonaire et affirme qu’il n’existe pas encore de biomarqueur permettant cette étude chez l’humain.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La transplantation pulmonaire est le traitement de l’insuffisance respiratoire terminale chez des patients hypersélectionnés. La dysfonction primaire de greffon est un syndrome de détresse respiratoire aigüe qui survient dans les premiers jours suivants la transplantation (≤ 72h le plus souvent) chez 10 à 30% des greffons et compromet de façon importante la survie du patient à court et long terme. L’ischémie-reperfusion pulmonaire associée à la dysfonction endothéliale est une des causes majeures de dysfonction primaire de greffon pulmonaire qui apparaît dans les 72 heures postopératoires. Le glycocalyx est un acteur essentiel dans l’ischémie-reperfusion pulmonaire et sa préservation est essentielle dans la qualité de la fonction du greffon, de par son rôle protecteur dans la physiologie de l’endothélium vasculaire dont il constitue la surface luminale. La limitation de l’apparition d’une dysfonction primaire du greffon en postopératoire représente un enjeu de santé publique puisqu’elle est responsable d’une morbi-mortalité élevée après une transplantation pulmonaire, notamment par rapport aux autres types de transplantation. En effet, la mortalité à 5 ans est proche de 50%.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Observer les effets potentiellement bénéfiques des anti-héparanases sur le glycocalyx et la fonction endothéliale pulmonaire dans un modèle d’ischémie-reperfusion pulmonaire
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Cela concernera 25 rats par groupe. La première intervention durera entre 2 et 3h. La deuxième intervention à H3 et la troisième intervention à J3 seront d’une durée d’environ 30 minutes à 1 heure. L’animal sera réveillé entre chaque temps expérimental et bénéficiera d’une injection sous-cutanée d’un puissant dérivé de la morphine en cas de présence du moindre signe de souffrance objectif. Première intervention = induction anesthésique IP, injection SC dérivé de la morphine, intubation oro-trachéale pour ventilation mécanique, mini-laparotomie médiane, prélèvement sanguin/remplissage/injection molécule du groupe dans la veine cave, thoracotomie postéro-latérale gauche, ischémie pulmonaire 1h, injection anesthésique locale, réveil. Deuxième et troisième interventions à H3 et J3 respectivement : induction anesthésique IP. Réouverture laparo pour prélèvements sanguins. Prélèvement coeur-poumons à J3
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La douleur et le stress des animaux seront contrôlés selon la stratégie de raffinement décrite dans le projet. Dans notre modèle, nous attendons des douleurs thoraciques et abdominales à J0 de l’intervention pendant quelques heures, qui seront contrôlées par l’injection SC de buprénorphine à dose maximale avant le début de l’intervention ainsi que par injection de lidocaïne juste avant le réveil au niveau de la thoracotomie. Il existera de façon concomitante une réduction de la mobilité du rat pendant 2-3h après l’intervention et sera rapidement réversible. Nous attendons une reprise rapide en quelques heures de l’alimentation et de l’hydratation per os des rats en post-opératoire, et nous n’attendons pas de perte de poids. Nous utilisons une grille d’évaluation du bien-être animal afin de mettre en place des points limites, et nous utilisons plusieurs méthodes afin de diminuer les nuisances et les effets indésirables sur les animaux (décrit en détail dans la partie raffinement)
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les rats inclus dans ce protocole seront mis à mort à la fin de l’étude dans l’objectif de récupérer les organes pour des analyses fonctionnelles, moléculaires et structurelles, ainsi que pour limiter l’éventuelle présence de souffrance aussi minime soit-elle.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Actuellement, il n’existe pas encore chez l’homme de biomarqueurs permettant de diagnostiquer ou d’étudier la dysfonction endothéliale dans l’ischémie-reperfusion pulmonaire. Afin d’étudier les phénomènes physiopathologiques qui entourent une ischémie-reperfusion pulmonaire, des modèles ont été créés chez le petit animal tel que le rat. Grâce à ce modèle chez le rat, nous allons avoir un vrai modèle d’ischémie-reperfusion simulant les conditions réelles chez l’homme afin d’étudier l’impact sur la dysfonction endothéliale et le glycocalyx et pouvoir étudier l’effets des anti-héparanases, une molécule novatrice, sur ces conséquences.
2. Réduction
Nous optons pour des études chez des espèces d’animaux élevées à des fins scientifiques, caractérisés par une faible variation génétique entre individus, ce qui conduit à une moindre variabilité de la réponse biologique ce qui réduit le nombre d’animaux utilisés. Le nombre d’animaux nécessaire a été aussi calculé d’après les précédentes études sur la dysfonction endothéliale réalisées dans le laboratoire, à l’aide d’outils statistiques.
3. Raffinement
Pour raffiner ; les animaux sont hébergés aux normes requises et un enrichissement des cages est mis en place. De plus, nous réaliserons un contrôle rigoureux de l’analgésie et de l’anesthésie : L’induction anesthésique sera réalisée par une injection intrapéritonéale d’anesthésiants prévus à cet effet. L’entretien de l’anesthésie sera réalisé avec une injection systématique d’anesthésiant toutes les 30 minutes. Une application d’anesthésiant local en gel sera réalisée sur la peau avant l’incision. Avant l’incision tous rats bénéficieront d’une analgésie complémentaire par un fort analgésiant par voie sous-cutanée, répétée toutes les 12 heures. Stratégie de limitation de l’angoisse : Les interventions auront lieu 1 à 2 semaines après l’arrivée des animaux au sein de l’animalerie afin que les animaux aient un temps d’adaptation et de repos suite au voyage. Les interventions chirurgicales et prélèvements auront lieu dans une pièce isolée, calme, avec un seul expérimentateur présent afin de limiter les mouvements et les sources de bruit. Les signes cliniques suivant seront ainsi observés pendant la durée de l’expérimentation : respiration pénible, bruyante et faible, poils hérissés, dos arrondis, animal recroquevillé, prostration avec réduction importante de l’activité motrice. En cas d’apparition d’un seul de ces signes cliniques qui détermine un point d’arrêt anticipé, l’animal sera exclu de l’étude et mis à mort pour éviter toute souffrance supplémentaire s’il n’existe aucun moyen de soulager efficacement et rapidement l’animal. . Nous utilisons une grille d’évaluation du bien-être animal basé sur la perte de poids, le comportement et l’état général afin de mettre en place des points limites, et nous utilisons plusieurs méthodes afin de diminuer les nuisances et les effets indésirables sur les animaux. De plus, les animaux seront manipulés régulièrement par les mêmes expérimentateurs pour tendre à une habituation. Tout au long de l’étude, les animaux seront nourris ad libitum et hébergé au nombre maximum de 3 animaux par cages avec de l’enrichissement. Le réveil se fera dans des cages individuelles.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les premiers modèles ont été developpés chez le rat. Le rat Wistar est une espèce largement utilisé dans les expériences animales Faible coût pour cette espèce. Les études antérieures dans le laboratoire analysant la dysfonction endothéliale sur le rat ont dévelopé des marqueurs de dysfonction. De plus, nous disposons au sein de notre animalerie d’une structure permettant l’hébergement et le confort des animaux. Les animaux utilisés pour l’étude seront des rats Wistar mâles âgés de 9 semaines et qui pèseront entre 400 et 500g. Nous choisissons des rats de ce poids minimum afin d’obtenir un volume sanguin suffisant pour pouvoir réaliser tous les analyses sanguines nécessaires dans notre projet.