Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 05/08/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-027963)
Quarante-cinq rats seront anesthésiés puis tués sans reprise de conscience pour qu’on leur prélève les îlots pancréatiques destinés à la greffe. 55 autres reçoivent une ou deux injections d’une molécule qui les rend diabétiques, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, et 10 servent de témoins, pour un total de 110 rats dont 90 seront tués et 20 réutilisés. Les rats diabétiques subissent 28 mesures de glycémie la première semaine, puis un suivi quotidien pendant huit semaines, une chirurgie dorsale de trente minutes pour implanter un pancréas bio-artificiel, onze prélèvements sanguins et un test de tolérance au glucose de deux heures avec treize gouttes de sang. Le porteur prévoit qu’un quart des rats ne développeront pas le diabète : ceux-là, comme les surnuméraires, sont versés aux travaux pratiques de formation du laboratoire.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’objectif du projet est de déterminer si un pancréas bio-artificiel (encapsulation de cellules sécrétrices d’insuline dans une matrice de composition standardisée) améliore l’efficacité de la greffe d’îlots pancréatiques en vue de la mise en place d’essais cliniques.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Si les résultats sont positifs et mettent en évidence un avantage thérapeutique de la greffe d’îlots dans la matrice, nous prévoyons de proposer une suite au projet à travers la continuité de tests précliniques ainsi que des validations réglementaires en vue d’un essai clinique (first in man), pour évaluer la sécurité et la fiabilité de cette approche thérapeutique innovante. Le développement d’un tel dispositif permettrait d’améliorer considérablement la prise en charge du diabète de type I en augmentant le nombre de patients éligibles à une greffe d’ilots de Langerhans. De plus, les dispositifs testés pourraient permettre de réduire voir d’arrêter la prise d’immunosuppresseurs des patients ainsi greffés, ce qui participerait à une augmentation de leur qualité de vie et à une diminution des risques induits par ces traitement (e.g. cancers, insuffisance rénale,..).
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
55 rats seront recevront 1 ou 2 injections d’une molécule les rendant diabétiques (30 sec). Afin de suivre leur glycémie et donc leur état diabétique, une goutte de sang sera prélevée de façon bi-quotidienne la première semaine puis tous les jours pendant 2 semaines, soit 28 prélèvements sanguins d’une durée de 1 minute chacun. Lors de la greffe d’îlots, des animaux considérés comme « donneurs » seront euthanasiés afin de fournir les cellules sécrétrices d’insuline aux animaux diabétiques. Les animaux diabétiques seront ensuite anesthésiés, recevront un analgésique par injection, et auront une chirurgie dorsale (30 min) pour implanter les pancréas bio-artificiels qui contiendront les cellules sécrétrices d’insuline. La glycémie continuera d’être suivie quotidiennement jusqu’au sacrifice des animaux (8 semaines post-greffe). 10 gouttes de sang seront prélevées toutes les semaines pendant 11 semaines, soit 11 prélèvements sanguins d’une durée de 3 minutes chacun. Un test de tolérance au glucose sera réalisé durant 120 minutes à 35 jours post-greffe. Cela consiste à faire ingérer du glucose par gavage oral (30 sec) puis à mesurer la glycémie à différents temps (13 gouttes de sang prélevées durant les 120 minutes du test). A l’issue de l’étude, les animaux seront anesthésiés et recevront une analgésie afin d’etre euthanasiés (durée totale de la procédure 20 minutes).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les inconforts prévisibles liés à la technique d’induction du diabète sont i) le risque d’hypoglycémie pouvant survenir dans les 48h suivant l’injection de la molécule et ii) un risque d’hyperglycémie apparaissant une fois les que les animaux ont développé le diabéte de type I. De plus ce modèle d’induction du diabète est à l’origine de pertubations de la prise alimentaire qui peut entrainer une perte de poids des animaux. La greffe d’ilots en sous-cutanée peut aussi être à l’origine d’une gêne pour les animaux au niveau de l’incision dorsale, un traitement antalgique sera utilisé pour éviter cela.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les rats non répondant à l’injection de la molécule induisant le diabète ne seront pas considérés comme naïfs, ils permettront l’enseignement de techniques expérimentales au sein du laboratoire par et pour les personnes formées à l’expérimentation animale. Les 50 animaux ayant suivi l’étude (10 contrôles, 10 diabétiques, 10 diabétiques greffés d’îlots, 10 diabétiques greffés avec le pancréas bio-artificiel 1 et 10 diabétiques greffés avec le pancréas bio-artificiel 2) seront mis à mort à la fin de celle-ci pour prélever les organes et faire des analyses moléculaires. Les rats inclus dans la procédure d’isolement d’ilots seront euthanasiés lors du prélèvement jusqu’à l’obtention des 40 000 ilots équivalents nécessaires à cette étude. Si nous obtenons le nombre d’ilots nécessaire avant l’utilisation des 45 animaux prévus, ils seront considérés comme naïfs et permettront l’enseignement de techniques expérimentales au sein du laboratoire par et pour les personnes formées à l’expérimentation animale.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Les tests ont été préalablement faits sur des lignées cellulaires et îlots isolés avant l’approche in vivo. Cette étape est essentielle après le test sur les lignées et avant la clinique (îlots humains). Cela représente le modèle le plus fiable avant la clinique. Il est nécessaire de pouvoir étudier l’effet de la greffe d’îlots dans cette matrice sur un organisme entier et pas uniquement sur des cellules isolées avant l’utilisation chez l’humain.
2. Réduction
Pour ce projet, nous prévoyons d’utiliser 50 animaux qui nous permettrons de constituer les 5 groupes nécessaire pour tester l’efficacité de nos pancréas bio-artificiels. Chaque groupe sera constitué de 10 animaux comme cela est classiquement utilisé dans la littérature pour obtenir la puissance statistique recherchée pour détecter une restauration de la régulation de la glycémique par la greffe d’ilots. Au total ce projet nécessite l’usage de 110 rats qui correspondront à : 1) isolement d’îlots (n=45); 2) le groupe contrôle (n=10) ; 3) l’obtention des 4 groupes de rats diabétiques (n=55 pour en obtenir minimum 40, en prévoyant une efficacité de 75% de l’injection de la molécule inductrice du diabiète en rapport avec notre expérience et les données de la littérature). Grace à l’optimisation du protocole d’induction du diabète de type I l’efficacité est de 75% de réussite ce qui nous permet de réduire le nombre d’animaux 55. De plus, nous stopperons la procédure d’induction du diabète lorsque les 40 animaux nécessaires à ce projet seront atteints et les rats surnuméraires (non injectés) seront affectés à un autre projet (notamment enseignements pratiques nécessitant l’utilisation d’animaux).
3. Raffinement
Dans un objectif de raffinement, plusieurs mesures seront mises en place: 1) Amélioration de l’hébergement des animaux par un milieu enrichi; 2) Observation quotidienne (pesée, glycémie, comportement, aspect, détection de toute souffrance) durant toute la période d’hebergement des animaux leur état général sera évalué selon des critères précis et adaptés qui nous permettrons de determiner si les animaux atteignent des points limites gradés qui correspondent à un critère d’arret de l’étude; 3) Dans les 48h suivant les injections de la molécule inductrice du diabète nous mettrons à disposition de l’eau avec 10% de sucre pour réduire le risque d’hypoglycémie; 4) Suivi régulier de la glycémie des animaux diabétiques et injection d’une unité d’insuline rapide si celle-ci dépasse les 3g/L; 5) Change fréquent des animaux diabétiques car celui-ci augmente la diurèse (toutes les 48h ou plus si nécessaire); 6) La chirurgie sera faite sous anesthésie volatile en association à une analgésie préopératoire, du gel occulaire pour réduire le dessèchement de la cornée, et les animaux seront placés sur un tapis thermostaté afin d’éviter tout risque d’hypothermie; 8) Lors du suivi post-opératoire, les animaux seront maintenus sous lampe chaude jusqu’à leur réveil complet, de la nourriture semi-liquide sera mise à leur disposition et nous utiliserons une litière en cellulose pour plus de propreté; 9) Une analgésie pré et post-opératoire sera réalisée par injection toutes les 12h durant 48h.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Nous avons choisi d’utiliser un modèle de rats car celui-ci est classiquement utilisé pour l’isolement d’ilots pancréatiques, ainsi que pour étudier le diabète de type I. L’utilisation de ce modèle nous permettra donc de comparer nos résultats aux données de la littérature ainsi qu’aux résultats antérieurs obtenus au sein du laboratoire d’accueil. La souche de rats choisie est non-consanguine ce qui nous permettra d’étudier l’efficacité des pancréas bio-artificiels à isoler les ilots de Langerhans greffés de la réponse inflammatoire des receveurs. Enfin la souche de rats choisie est classiquement utilisée dans les projets ayant attraits à des tests de greffe ainsi que des protocoles d’études pré-cliniques ciblant les maladies métaboliques, ce qui correspond exactement à l’objectif de ce projet. Les animaux utilisés pour l’isolement des ilots de Langherans et l’induction du diabète auront un poids corporel compris en 300-350g (age: 50-60 jours) ce qui correspond a un stade post-pubertaire à partir duquel toutes les grandes fonctions de l’organisme sont matures.