Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 29/11/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-745411)
Ouverts par laparotomie pendant une heure trente pour qu’on leur prélève le foie, 32 porcs donneurs sont tués sous anesthésie sans reprendre conscience. Les 32 receveurs subissent une transplantation hépatique de deux heures trente, puis des prises de sang quotidiennes pendant une semaine par cathéter jugulaire et hebdomadaires jusqu’à quatre-vingt-dix jours, avant une seconde laparotomie de biopsie et la mise à mort. Les procédures qui les concernent relèvent d’un niveau de souffrance modéré, avec une douleur post-opératoire et un hébergement initial en cage individuelle. Le traitement testé, des nanoparticules d’oxyde de fer censées induire une tolérance du greffon, « pourrait transformer » les suites de la transplantation selon le porteur, qui écarte tout risque de toxicité en s’appuyant sur des études menées chez la souris, alors qu’il justifie le recours au porc par sa proximité anatomique et physiologique avec l’humain.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
A l’heure actuelle, la transplantation d’organes est limitée par l’utilisation d’une immunosuppression à vie (pour éviter les rejets de greffe) ce qui entraîne de nombreux effets indésirables parfois mortels tels qu’une plus grande susceptibilité aux infections, une fréquence accrue de maladies cardiovasculaires, et certaines formes de cancers. Le présent projet a été proposé pour explorer l’effet d’un traitement par nanoparticules pour induire une tolérance de l’organe transplanté afin d’éviter le rejet sans utiliser d’immunosuppresseur au long cours. Il s’agit ainsi dans un premier objectif d’évaluer un nouveau type de nanoparticules (nanoparticules d’oxyde de fer recouvertes de protéines capables de se lier à certains globules blancs) comme candidat médicament pour bloquer la réaction immune de rejet et induire la tolérance du greffon hépatique chez le modèle porcin. Ce projet a comme second objectif d’observer le bon fonctionnement des nanoparticules en recherchant la formation de cellules spécifiques du système immunitaire sous la forme de globules blancs aux propriétés anti-inflammatoires.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Il n’est pas possible actuellement de réaliser une greffe d’organe sans avoir recours à un traitement immunosuppresseur à vie. S’il s’avère efficace dans l’induction d’une tolérance durable, le traitement par nanoparticules faisant l’objet de ce projet pourrait transformer les suites à long terme de la greffe d’organes en supprimant les nombreux effets indésirables parfois mortels des immunosuppresseurs.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Chez les animaux donneurs de foie : sous anesthésie générale, prélèvement du foie pour transplantation hépatique par laparotomie (incision de l’abdomen), intervention unique (1 heure 30 minutes). Chez les animaux receveurs : sous anesthésie générale, transplantation hépatique par laparotomie, intervention unique (2 heures 30 minutes). Des échantillons de sang de 0,5-1 mL seront prélevés après la procédure, puis tous les jours pendant 7 jours, via le cathéter jugulaire tant que celui-ci pourra être maintenu en place sans infection, puis via un abord périphérique auriculaire, une fois par semaine jusqu’au terme de la période de suivi. En fin de période d’observation, biopsie du greffon par laparotomie sous anesthésie générale avant euthanasie par surdose d’anesthésique (30 minutes). Pour les animaux de l’expérience n°2, le greffon sera complètement explanté par laparotomie avant euthanasie par surdose d’anesthésique.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Douleur modérée post-opératoire (laparotomie). Toxicité éventuelle du produit injecté pouvant induire un stress physique (les nombreuses études sur modèle murin utilisant ces nanoparticules aussi bien que des composés similaires n’ont mis en évidence aucun effet secondaire local ou systémique ; aucun effet de l’injection n’est donc attendu sur modèle porcin, mais dans l’hypothèse où cela se produirait, les points limites décrits par ailleurs seront respectés). Stress psychosocial léger du fait de l’hébergement initial en cages individuelles (même si les animaux ont toujours des contacts avec les congénères voisins).
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux sont mis à mort soit immédiatement après chirurgie sous anesthésie générale (animaux donneurs de foie, N=32), soit 90 jours maximum après le réveil post-chirurgie (animaux receveurs, N=32) afin de pratiquer des prélèvements post-mortem à des fins d’analyses biologiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Les objectifs de ce projet sont d’une part d’évaluer l’effet thérapeutique in vivo d’un candidat médicament, et d’autre part de confirmer le mécanisme d’action de ce médicament au travers d’un modèle de transplantation hépatique. Le mécanisme d’action a déjà été montré expérimentalement dans un modèle in vitro. Avant d’envisager des études cliniques chez l’humain, ce nouveau traitement doit impérativement être testé et montrer une efficacité sur un modèle in vivo pertinent. Le porc est l’animal de référence pour l’expérimentation médicale sur les greffes d’organes ; en effet son système digestif, son anatomie et sa physiologie générale sont proches de ceux de l’humain.
2. Réduction
Nous avons décidé d’inclure un nombre raisonnable d’animaux nécessaires pour obtenir une puissance statistique suffisante pour observer une différence significative entre les groupes expérimentaux en matière de rejet aigu ainsi que pour pallier d’éventuels imprévus (N=12 par groupe au total). Les différences entre groupes seront analysées par des tests non paramétriques pour données non appariées (indépendantes). Des statistiques descriptives seront utilisées en complément. Chaque animal receveur sera associé à un animal donneur de même sexe. Les donneurs ne pourront pas servir à leur tour de receveur dans une optique de réduction car le foie doit être prélevé largement avec des vaisseaux les plus longs possibles empêchant la survie du donneur et l’implantation d’un foie en lieu et place de celui prélevé. De même, le foie explanté chez le receveur ne peut pas servir de greffon car les vaisseaux sont laissés les plus longs possible du côté du receveur pour permettre l’implantation du greffon.
3. Raffinement
Les techniques d’anesthésie et de chirurgie employées utilisent des appareillages de pointe et seront réalisées par des chirurgiens spécialistes de la transplantation hépatique chez l’humain, avec l’aide de personnels compétents en anesthésie et analgésie porcine. Le suivi et l’analgésie post-opératoires des animaux seront effectués par des personnels compétents de manière à réduire la douleur et la souffrance des animaux. Toutes les interventions chirurgicales seront réalisées sous anesthésie générale et respecteront la charte nationale d’éthique sur l’expérimentation animale. Une prise en charge de la douleur per- et post-opératoire sera effectuée avec un traitement analgésique adapté à l’espèce et aux procédures. Des points limites précis ont été établis et une grille optimisée pour l’évaluation de la douleur et du bien-être animal sera utilisée.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le porc est le modèle gros animal de référence pour l’expérimentation médicale sur les greffes d’organes. Son système digestif, son anatomie et sa physiologie générales sont proches de ceux de l’humain. Des porcs en croissance (30-40 kg) seront utilisés car les modèles porcins publiés en ischémie et transplantation hépatique l’ont été sur ce type d’animaux.