Cochons
Pré-etude dans le cadre d’une mise au point d’un capteur embarqué pour mesurer le transit instestinal chez le porc
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles gastrointestinaux
Trois porcs femelles vont être anesthésiés dix heures d'affilée, puis tués sans reprise de conscience. Douze heures de mise à jeun précèdent l'intervention. Chaque animal reçoit un cathéter veineux à l'oreille, un cathéter vésical transpubien, une capsule électronique poussée jusqu'au bulbe duodénal par endoscope souple et une sonde de manométrie, avant quatre passages au scanner X dont un post-mortem suivi d'une autopsie. Le dispositif testé, une capsule de 1,2 sur 0,8 cm, vise à mesurer la vitesse du transit digestif chez des patients humains, et le porteur avance qu'il permettrait à terme de s'affranchir d'animaux non-humains opérés, tout en affirmant que le recours à l'animal est ici rendu "nécessaire" parce que rien ne peut être reproduit in vitro ou in silico.
Objectifs
Ce projet constitue une étape dans le développement d’un dispositif autonome visant à mesurer en temps réel la vitesse du transit digestif chez le patient humain, en utilisant le porc comme modèle translationnel. À terme, ce dispositif, basé sur l’ingestion d'un capteur miniature (capsule de 1,2 × 0,8 cm), a pour vocation de détecter de manière non invasive des anomalies du transit susceptibles d’indiquer des pathologies digestives. Ce système est complémentaire d'une solution commerciale déjà existante, qui permet une visualisation digestive mais nécessite une interaction humaine pour définir des points de référence. Une fois validée, cette nouvelle technologie pourrait également être utilisée chez le porc dans un contexte expérimental (études de nutrition) ou clinique. L’objectif spécifique de l’étude proposée est d’évaluer la capacité de cette technologie in vivo. La première étape expérimentale consistera à valider le franchissement du torus pyloricus, barrière anatomique spécifique du porc, avant de suivre le déplacement de la capsule dans les segments intestinaux situés en aval du pylore par scanner X, pendant une durée maximale de 10 heures.
Bénéfices attendus
Évaluer in vivo la capacité du dispositif à être localisé en temps réel dans le tube digestif d’un modèle translationnel de taille adaptée à un scanner X. Au-delà des applications en santé humaine, ces nouveaux dispositifs pourraient, à terme, permettre de s’affranchir de l’utilisation d’animaux opérés et/ou de marqueurs indigestibles pour la mesure du transit digestif.
Procédures
Le projet prévoit l’utilisation de trois porcs femelles. Chaque animal sera soumis à une procédure unique, non répétée, d’une durée maximale de 22 heures, incluant 12 heures de mise à jeun (solides uniquement) suivies de 10 heures d’anesthésie générale continue sans réveil. L’anesthésie est induite par isoflurane au masque. Elle est ensuite maintenue par perfusion de propofol en contrôle de concentration cible. Les dispositifs suivants sont mis en place : - Cathéter veineux auriculaire (pour propofol, solutés, érythromycine si besoin) - Cathéter vésical transpubien sous échoguidage (pour assurer une diurèse appropriée) - Insertion d’une capsule électronique dans le bulbe duodénal par les voies naturelles, à l’aide d’un endoscope souple - Insertion d’une sonde de manométrie pour enregistrer les contractions gastriques et duodénales Quatre examens d’imagerie (scanner X) sont réalisés : un examen initial (franchissement pylorique), deux examens intermédiaires (suivi du transit) et un post-mortem (localisation finale), suivi d’une autopsie. Aucune reprise de conscience n’est prévue. L’euthanasie est pratiquée sous anesthésie profonde par injection intraveineuse de T61.
Impact sur les animaux
Le projet sera réalisé en veillant à ce qu’aucune angoisse, douleur ou souffrance inutile ne soit ressentie lors de toute intervention sur les animaux. L’ensemble du protocole se déroulera sous anesthésie générale, avec un monitoring complet garantissant l’absence de douleur et l’absence de retour à l’état de conscience. Jeûne préalable (solide uniquement) : ce jeûne peut induire une sensation de faim susceptible de générer un inconfort temporaire. Ce risque est toutefois atténué par l’absence de jeûne hydrique. Induction et maintien de l’anesthésie générale : des effets indésirables potentiels liés à l’isoflurane et au propofol sont possibles (hypotension, hypothermie, bradycardie, dépression respiratoire). De plus, l’intubation trachéale comporte des risques d’irritation locale et de microtraumatismes des voies respiratoires. Position en décubitus ventral prolongé : malgré l’anesthésie et la surveillance, il existe un risque d’hypoventilation, d’hypoxie ou de compression des organes. Insertion des dispositifs (endoscope, sonde manométrique) : peut provoquer une irritation muqueuse ou une stimulation mécanique locale. Ces effets indésirables sont identifiables et surtout quantifiables avec les méthodes de monitoring proposées. Les solutions pour les combattre sont précisées dans le paragraphe "déroulé du projet".
Devenir
Le projet implique des procédures expérimentales lourdes, nécessitant une anesthésie générale continue de longue durée (jusqu’à 10 heures), sans interruption, ni reprise de conscience. Le sort prévu est donc l’euthanasie en fin de procédure, sans réveil.
Remplacement
Le recours à l'animal est rendu nécessaire car il s'agit de suivre le déplacement d'une capsule à visée médicale dans le tube digestif. Le déplacement de la capsule est assurée par la mobilité du tube digestif. A ce stade des travaux, cette étude ne peut pas être reproduite in vitro ou in cilico
Réduction
Le nombre d’animaux est limité à trois porcs, défini comme strictement nécessaire pour valider la faisabilité technique du protocole (franchissement pylorique, maintien du transit, imagerie). Le protocole est conçu comme une étude exploratoire, préalable à d’éventuelles études fonctionnelles. Les données issues de cette phase permettront d’optimiser les paramètres techniques et d’éviter l’utilisation ultérieure d’animaux inutiles. Chaque animal fera l’objet d’un suivi complet multiparamétrique (capsule, manométrie, imagerie), maximisant les données récoltées par individu.
Raffinement
Dans une situation où l’un des deux points limites suivants serait atteint - échec du positionnement de la capsule en raison de l’impossibilité de la placer dans le bulbe duodénal par voie naturelle, ou déséquilibre anesthésique incontrôlable entraînant des réponses incompatibles avec la stabilité physiologique nécessaire à la poursuite de la procédure-, l’essai serait immédiatement interrompu pour les animaux concernés.
Choix des espèces
Le porc est connu pour être une espèce modèle pour l'homme. Il reste un animal proche de l’Homme, avec de grandes similitudes anatomiques et physiologiques notamment pour le tube digestif Nous utiliserons des porcs conventionnels de 60 - 70 kg, car ce sont les animaux les plus couramment utilisés comme modèle de l’homme pour l’étude de la physiologie digestive.
Implications du FGF 19/15 et FGF 21 dans les Effets Métaboliques de la Chirurgie Bariatrique : Étude de Modèles Animaux de Bipartition du Transit et Bypass Roux-en-Y, comparés aux données chez l’Homme
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
Cochons : 80
Opérés d'un bypass gastrique ou d'une bipartition du transit sous anesthésie générale, 240 rats et 80 cochons vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Les cochons portent un cathéter posé une seule fois et laissé en place pendant tout le protocole, les rats sont saignés par la queue. Le porteur prévoit douleur, perte de poids, chute importante de l'appétit et mobilité réduite pendant toute la période postopératoire, trois mois chez les rats et un mois chez les cochons, et indique que les biopsies intestinales de fin de protocole sont incompatibles avec la survie. Il justifie le recours au miniporc par une anatomie digestive et un métabolisme du glucose proches de l'humain, et celui du rat par la possibilité d'y faire de l'imagerie.
Objectifs
L’obésité est une maladie chronique et un problème de santé publique majeur qui touche près de 17% de la population française. Son incidence est en constante augmentation depuis plusieurs années. Actuellement, la chirurgie de l’obésité, qui enlève une partie de l’estomac et souvent court-circuite une partie de l’intestin est le traitement de référence de l’obésité quand celle-ci est dite morbide (IMC ≥ 40). L’intervention chirurgicale de référence est appelée « Bypass Gastrique Roux-en-Y » (RYGB en anglais). Cependant près de 20% des patients sont en échec à long terme après cette chirurgie. Nous étudions les changements métaboliques entraînés par différents types de chirurgies de l’obésité, les voies de signalisation entre différents organes cibles (foie, intestin, pancréas) et leur dialogue en fonction des différentes chirurgies. Ces différentes chirurgies seront comparées à l’intervention de référence, le bypass gastrique. Nos hypothèses de travail portent sur les effets bénéfiques rapportés par la chirurgie bariatrique sur l’amélioration de la glycémie chez les patients diabétiques ou non. Ces effets bénéfiques peuvent être dus à la perte de poids mais aussi aux modifications des voies de signalisations hormonales entraînées par la chirurgie. Nous pensons que chaque type de chirurgie bariatrique crée un résultat différent sur l’amélioration de l’obésité et de ses comorbidités. Nous défendons ici l'idée qu’une forte composante de cette réponse à la chirurgie est associée aux sécrétions d’une facteur de croissance peu étudiée. Notre objectif est de découvrir quel type de chirurgie génère le meilleur résultat sur la sécrétion de ce facteur de croissance et de les rapporter aux bénéfices cliniquement intéressants des chirurgies à l’étude. Nous nous attacherons également à explorer le rôle de la partie court-circuitée de l’intestin et notamment son rôle dans la sécrétion d’hormones digestives et le rôle que cela peut avoir sur l’amélioration de l’état de santé lié à l’obésité. Nous utiliserons des rats afin de pouvoir obtenir des résultats exploitables en 2 à 3 ans en raison de la réalisation d’une imagerie faisable uniquement chez les rongeurs. L’utilisation de porcs est également très intéressante afin d’obtenir une meilleure transposition des résultats chez l’Homme. En effet, le porc présente des caractéristiques anatomiques digestives très proches de l’être humain, bien plus que celles du rat.
Bénéfices attendus
À court et moyen terme, ce projet aboutira à une meilleure compréhension des mécanismes de l’obésité chez l’Homme et des moyens de la traiter efficacement par la chirurgie ou par les médicaments. Les résultats de ce projet de recherche pourraient permettre d’offrir une médecine plus personnalisée et adaptée à chaque patient atteint d’obésité. Plusieurs publications scientifiques et à des communications orales lors de congrès, tant au niveau national qu’international seront réalisées, même en cas de résultat non probants, afin de compléter les connaissances scientifiques à ce sujet. À long terme, cette étude contribuera à une meilleure compréhension des voies de signalisation entre les différents organes, ouvrant la voie à de potentiels développement de traitements médicamenteux, pour éviter une chirurgie si elle n’est pas nécessaire. Cette innovation vise également à améliorer l'efficacité des interventions chirurgicales tout en réduisant les effets indésirables post-opératoires, offrant ainsi des soins de meilleure qualité.
Procédures
Les animaux seront opérés d’une des différentes chirurgies à l’étude, sous anesthésie générale (animal endormi ; durée environ 1 heure pour les rats à 2 heures pour les porcs). Ils auront un repas test préopératoire et un postopératoire, accompagnés des prises de sang par prélèvements à la queue pour les rats ou par cathéter pour les porcs. Le cathéter pour la prise de sang chez le porc est mis en place une seule fois par animal et laissé pour toute la durée du protocole. Toutes les procédures sont réalisées pour infliger le moins de douleur possible à l’animal (analgésie ou anesthésie générale). L’euthanasie se fera sous anesthésie générale (animal endormi). La durée totale du protocole est de 6 mois pour les rats (en comptant la phase de prise de poids) et de 1 mois pour les porcs.
Impact sur les animaux
Les animaux subiront des procédures de classes modérées. Les effets indésirables post opératoires attendus sont les suivants : douleur, perte de poids modérée, diminution importante de l’appétit, mobilité réduite. Ces effets pourront survenir pendant toute la période postopératoire du protocole (3 mois rats, 1 mois porcs).
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure (3 mois pour les rats, 1 mois pour les porcs) qui comporte des prélèvements de tissus. En effet, la réalisation de biopsies terminales en fin de procédure, en particulier intestinales, n'est pas compatible avec la survie de l'animal.
Remplacement
Les modèles animaux sont essentiels pour étudier les mécanismes physiopathologiques de l’obésité et évaluer les interventions chirurgicales avant leur application clinique. Ils permettent une compréhension approfondie des effets métaboliques des procédures chirurgicales, difficilement réalisables uniquement par des études cliniques. Les modèles animaux (rat et porc) de chirurgie de l'obésité sont centraux pour les études expérimentales sur les mécanismes des maladies et les stratégies thérapeutiques. Les miniporcs présentent des similitudes anatomiques et physiologiques significatives avec les humains, notamment en ce qui concerne le système digestif et le métabolisme du glucose. De plus, les miniporcs ont été utilisés pour des recherches semblables et ont démontré leur utilité. Bien que les modèles in vitro et informatiques offrent des informations précieuses, ils ne peuvent pas reproduire entièrement la complexité des interactions présentes dans un organisme vivant. Les modèles animaux, tels que les miniporcs, permettent l’étude de la physiologie, du métaboliques et du comportement aux interventions chirurgicales, fournissant des données cruciales pour la compréhension et l’amélioration des techniques chirurgicales. En conclusion, l’utilisation des miniporcs en chirurgie de l'obésité est justifiée par leurs similitudes avec l’homme et leur capacité à fournir des informations détaillées sur les effets globaux des interventions, informations qui ne peuvent être obtenues par d’autres méthodes.
Réduction
Nous utiliserons un nombre minimum d’animaux pour notre étude pré-clinique (avant une potentielle étude chez l’Homme). Il est difficile d’établir un nombre précis d’individus nécessaires mais des calculs statistiques de nombre d’individus nécessaires par des logiciels prévus à cet effet nous ont permis d’estimer au plus près le nombre d’animaux nécessaires sans devoir prévoir une « marge » trop importante. Cette marge a été réduite au minimum par les calculs de puissance statistique. Grâce à ces estimations, nous pourrons réduire encore le nombre d’animaux utilisés en cours de protocole si l’effet attendu est atteint avec un plus petit nombre d’animaux.
Raffinement
Afin d’optimiser le bien-être animal, des mesures de raffinement rigoureuses seront appliquées.Les conditions d’hébergement respecteront les normes réglementaires : logement individuel, cycle lumineux de 12 h et enrichissement adapté. Les rats disposeront de tunnels en carton, briques en bois, papier kraft et coton. Les porcs bénéficieront de balles, de Kongs garnis de bouillie, de luzerne et de friandises.Les procédures seront réalisées dans des salles dédiées, distinctes des espaces d’hébergement. Une prise en charge analgésique optimale sera assurée. Les soins seront réalisés sous avis vétérinaire en cas de complications (infection des cathéters…).Un suivi quotidien, voire pluriquotidien, garantira une évaluation rigoureuse. Les critères de retrait immédiat incluront :Douleurs sévères non soulagées sous morphiniques (12 h),Perte de poids excessive (≥20 % chez le porc, ≥20 % chez le rat),Infections résistantes après 48 h,Prostration, absence de réaction ou escarres.En cas d’infection locale, une réintervention sous anesthésie sera réalisée avec nettoyage chirurgical et rinçage antiseptique. L’analgésie pourra être renforcée. Une infection généralisée nécessitera une antibiothérapie adaptée . Un antiémétique sera administré si besoin.Une phase d’adaptation de 10 jours précédera toute expérimentation. Un suivi minutieux de la cicatrisation assurera un rétablissement optimal, garantissant des conditions expérimentales rigoureuses et éthiques.
Choix des espèces
Rat: Permet la chirurgie métabolique (modèle largement utilisé pour ce genre de recherche, et souris trop petite) et permet l’utilisation de l’imagerie. De nombreux articles ont étudié ces effets sur le rat, nous apportant une source de validation externe indispensable. Miniporc: Régime alimentaire omnivore, anatomie et métabolisme digestif semblables à l'Homme Nous utiliserons des rats mâles adultes âgés de 12 semaines minimum rendus obèses par un régime riche en graisses durant 12 semaines, avec un poids minimal de 200g au départ.
Evaluation d’un ingrédient sur le statut inflammatoire des truies pendant le cycle reproductif
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Tester un ingrédient anti-inflammatoire censé soutenir la production laitière des truies d'élevage : 60 truies vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chacune subit quatre prélèvements sanguins à la jugulaire et quatre prélèvements de fèces, logée seule trente jours en verraterie puis en maternité jusqu'au sevrage des porcelets, un hébergement individuel que le porteur présente comme couramment pratiqué dans les élevages. Aucune truie n'est tuée à l'issue, elles reprennent leurs cycles reproductifs dans l'établissement et pourront réintégrer une procédure expérimentale. Sur le remplacement, le porteur affirme que les régulations métaboliques en jeu ne peuvent ni être modélisées ni étudiées in vitro, et qu'il n'est "pas possible" de remplacer le porc par une autre espèce, celle-ci étant la cible commerciale du projet.
Objectifs
Une production insuffisante ou une absence de lait chez la truie dans les jours suivant la mise bas peut être d'origine immunitaire, infectieuse et/ou comportementale. Ce problème peut s’évaluer de différentes manières, comme par des évaluations visuelles (état de la mamelle, présence d’écoulements vaginaux, absence d’appétit, constipation), par une température rectale au-dessus de 39,5°C, par des biomarqueurs sanguins de l’inflammation et/ou par la présence de toxines bactériennes dans le sang. Selon les auteurs, plusieurs de ces critères sont considérés pour définir la présence de ce problème chez une truie. Il n’existe pas à ce jour de méthode universelle communément admise par la communauté scientifique pour caractériser ce problème. L’objectif de ce projet est d’évaluer un ingrédient ayant des propriétés anti-inflammatoires sur la prévalence de ce problème chez la truie.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont l’élaboration d’une stratégie alimentaire pour la truie permettant notamment de soutenir son immunité et ainsi sa production laitière.
Procédures
Chaque truie subira 4 prélèvements sanguins, chacun durant de 2 à 3 min ainsi que 4 prélèvements de fèces chacun d’environ 2 min. Les truies seront logées individuellement en verraterie (30 jours) et en maternité (d’une semaine avant la mise bas jusqu’au sevrage des porcelets après 21 jours de lactation). Ce type d'hébergement est couramment pratiqué dans les élevages de porcs.
Impact sur les animaux
Les prélèvements sanguins peuvent induire un stress lors de la manipulation et la contention des animaux, ainsi qu’une douleur transitoire au moment de l’introduction de l’aiguille. Les effets indésirables sont principalement une douleur ou une gêne au point d’insertion de l’aiguille ainsi que l’apparition éventuelle d’un hématome et d’une inflammation locale à la suite du prélèvement. Les prélèvements de fèces peuvent également induire un stress.
Devenir
Les truies seront gardées en vie à l’issue de cette procédure expérimentale. Elles continueront leurs cycles reproductifs dans l’établissement utilisateur et pourront éventuellement retourner dans une procédure expérimentale.
Remplacement
Les fonctions de l’ingrédient dans l’organisme étant multiples, ses effets sur la santé et les performances des truies découlent de diverses régulations métaboliques complexes, qui ne peuvent ni être modélisées, ni étudiées in vitro.
Réduction
Sur les 60 truies prévues au début de l’étude (30 par groupe), on estime que 48 d’entre elles seront gestantes (en se basant sur un taux de fécondation de 80%). On aura donc en théorie 24 truies par groupe en fin de lactation (sans considérer de potentiels avortements). La méthode de calcul de la puissance statistique du test prenant en compte une valeur seuil de significativité de 5%, une différence de 25% entre les traitements et un coefficient de variation de 24% donne un nombre minimal de 22 truies par traitement pour les paramètres sanguins et fécaux. Ce test est robuste et est utilisé pour déterminer le nombre d’animaux nécessaire à la mise en évidence d’une différence significative entre deux groupes. L’effectif excédentaire permettra d’assurer les effectifs minimaux jusqu’à la fin du cycle de reproduction, même en cas d’avortements ou d’atteinte de certains points limites. En outre, l’étude sera réalisée sur des animaux homogènes et en bonne santé afin de réduire la variabilité individuelle en début d’essai. Les deux groupes expérimentaux seront comparés par des méthodes statistiques.
Raffinement
L’état de santé des animaux sera vérifié quotidiennement par les techniciens animaliers de l’établissement utilisateur. Des points limites stricts et définis à l’avance seront appliqués tout au long du projet. Les prises de sang s’effectueront en dehors de la salle d’élevage. Le nombre de tentatives de chaque prélèvement sanguin sera limité à 2 par veine jugulaire (gauche et droite) par animal afin de réduire le temps de collecte et de contention. Les prélèvements de fèces seront effectués directement dans la loge où les truies sont hébergées. Du matériel d’enrichissement (jouet cylindrique en bois compressé consommable, chaine, étoiles en plastique…) sera à disposition de toutes les truies afin d’améliorer leur bien-être.
Choix des espèces
L'espèce choisie pour la réalisation du projet est uniquement le porc puisqu’il s’agit de l’espèce cible du projet. La finalité du projet est de mettre en place une solution applicable sur le terrain pour les élevages porcins afin d'améliorer la santé des truies et des porcelets. Les phénomènes physiologiques (digestifs, métaboliques, endocrinologiques) mis en jeu et étudiés dans le cadre du projet sont spécifiques de l'espèce porcine ce qui implique qu'il n'est pas possible de remplacer cette espèce par une autre. Les animaux utilisés seront des cochettes et truies reproductrices sur tout le cycle reproductif (attente de saillie, gestation, lactation). La réponse des truies face à des modifications nutritionnelles dépend de leur statut métabolique et hormonal. Ces deux statuts sont fortement affectés par le stade physiologique de la truie (gestante vs. allaitante, début vs. fin de gestation, etc…).
Mise au point expérimentale d’un poumon artificiel
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
Opérés six heures sous anesthésie puis tués avant tout réveil, 25 cochons sont utilisés dans les essais aigus d'un poumon artificiel portatif. Dix autres, opérés trois heures pour la pose d'une canule, sont ensuite maintenus vingt-huit jours dans un trolley-hamac qui restreint leurs mouvements afin d'empêcher l'arrachement du dispositif, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Les 35 cochons sont tués pour prélever cœur, poumons, foie et reins. Le porteur écrit qu'aucun effet indésirable ni nuisance ne sont attendus pour les animaux opérés sans réveil, et décrit pour les autres une perte de poids possible, une déshydratation, une infection du site de ponction et une défaillance multiorgane.
Objectifs
L'intérêt d'un poumon artificiel portatif est de permettre à des patients inscrits sur liste de transplantation pulmonaire de pouvoir attendre la transplantation dans les meilleures conditions en leur permettant de marcher, de s'asseoir, de bouger, de faire des exercices donc de préparer au mieux leur transplantation alors que leur organe ne fonctionne plus. La machine comporte une canule innovante insérée dans une grosse veine du corps permettant d'extraire le sang désoxygéné, de le faire passer dans un circuit miniaturisé comportant un moteur et un oxygénateur puis de réinjecter le sang oxygéné au niveau de l'oreillette gauche. Il s'agit d'ajouter un 3e poumon, totalement artificiel, lui permettant d'assumer les fonctions d'oxygénation, de décarboxylation et permettant au cœur droit de fonctionner normalement.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont : A court terme, valider les résultats obtenus sur banc d'essai et sur la simulation du cœur imprimé 3D et obtenir des résultats préliminaires venant compléter le dossier pour le comité de protection de la personne humaine en vue d'une étude clinique chez l'homme (phase 1). A moyen terme, permettre aux patients en attente de transplantation pulmonaire, sous assistance cardio-respiratoire externe, de bénéficier d'une thérapeutique moins invasive avec la canule double flux développée dans ce projet. En effet, cette canule ne nécessite qu'un unique abord vasculaire haut, ce qui diminue le risque de complications vasculaires et offre plus de mobilité aux patients, leur permettant de s'installer en position assise. Ainsi, le déconditionnement des patients sera limité, et leur forme physique et psychologique sera meilleure que sous assistance cardio-respiratoire classique. Cela devrait mener à de meilleurs résultats post-transplantation. À long terme, la canule développée sera associée aux autres dispositifs du poumon artificiel portatif de ce programme : un moteur miniaturisé et un oxygénateur durable. La portabilité du dispositif permettra aux patients de se mobiliser (marche, soins de kinésithérapie notamment), et sa durabilité permettra aux équipes soignantes d'avoir plus de temps pour trouver un greffon.
Procédures
Les animaux des procédures aigues (25 animaux maximum et 21 minimum) seront soumis à une seule intervention sous anesthésie générale balancée sans réveil (6 heures). Les animaux de la procédure chronique (10 animaux maximum et 6 minimum) auront, sous anesthésie générale balancée, une interventionde mise en place de la canule double flux (3h). Ces animaux auront, après leur réveil, une restriction de mouvement car ils seront installés dans un trolley-hamac afin d'empécher tout arrachement du dispositif (durée 28jours).
Impact sur les animaux
Pour les procédures aigues : s'agissant de procédures expérimentales réalisées sous anesthésie générale balancée sans réveil, aucun effet indésirable ni nuisances ne sont attendus pour l'animal qui sera euthanasié en fin de procédure ou en cas d'échec de l'anesthésie. Pour la procédure chronique, les effets indésirables prévus sont:(1) douleur légère provoquée par la procédure d'insertion de la canule (perforation de la peau); (2) altération possible de l'état général : perte de poids, déshydratation, infection du site de ponction, défaillance multiorgane; (3) stress induit par la restriction de mouvement et les manipulations quotidiennes. Ces nuisances seront réduites au maximum grâce à la réalisation des procédures sous anesthésie générale balancée (hypnose et analgésie) et l'utilisation de mesures de raffinement appropriées.
Devenir
Pour l'ensemble des procédures nous devons récupérer plusieurs organes (coeur, poumon, foie, reins) des animaux pour évaluer l'impact de la mise en place de la canule et les effets du dispositif de perfusion.
Remplacement
Des tests sur banc d'essai et coeur imprimés 3D ont permis d'éviter le recours à l'utilisation d'animaux pendant la phase de prototypage de la canule. Le recours à des animaux vivant, de taille compatible avec l'implantation et le retrait de la canule, est indispensable afin de s'assurer de la faisabilité de cette procédure sans avoir d'impact négatif sur la fonction cardiaque. De plus les essais de performance à cours et moyens terme ne sont réalisable que sur des animaux vivants.
Réduction
Afin d'optimiser la méthodologie, l'équipe de recherche adoptent des méthodes statistiques avancées qui permettent d'obtenir des résultats robustes tout en réduisant considérablement la taille des échantillons nécessaires. L'utilisation de plans factoriels représente une approche particulièrement efficace pour maximiser la quantité d'informations recueillies à partir de chaque animal utilisé dans l'expérimentation. Le partage des données entre laboratoires constitue une stratégie essentielle pour éviter la duplication inutile d'expériences coûteuses en temps et en ressources. Nos protocoles intègrent une surveillance accrue des animaux avec des réévaluations fréquentes qui permettent d'interrompre une expérience dès que les résultats deviennent statistiquement concluants. Cette approche adaptative évite de prolonger inutilement les études lorsque les objectifs scientifiques ont été atteints plus rapidement que prévu.
Raffinement
Anesthésie et analgésie adaptées : Protocole anesthésique optimisé pour éviter toute souffrance durant l'assistance cardio-respiratoire externe. Analgésie post-opératoire efficace en cas de réveil des animaux pour d’autres évaluations. Amélioration des techniques chirurgicales : Utilisation de techniques mini-invasives pour la mise en place des canules d'assisatnce cardio-respiratoire externe afin de limiter les traumatismes. Surveillance continue pour ajuster rapidement les paramètres et éviter les complications. Enrichissement et soins post-opératoires : Amélioration des conditions d’hébergement pour limiter le stress des animaux (réduction de l’isolement, environnement adapté). Équipe dédiée pour surveiller l’état de santé et ajuster les soins en fonction des besoins individuels. Critères d’arrêt et d’euthanasie : Définition de critères précis pour éviter toute souffrance inutile (signes de détresse, défaillance multi-organique irréversible). Euthanasie réalisée dans le respect des protocoles éthiques pour éviter toute douleur.
Choix des espèces
Le porc présente une anatomie et une physiologie du système cardio-respiratoire similaire: débits cardiaques et résistances vasculaires proches de ceux de l’humain, réponse physiologique comparable aux situations d’hypoxie et de choc cardiogénique, taille et masse corporelle adaptées, réponse inflammatoire proche. L'anatomie cardiovasculaire est adaptée à la mise en place de l'assistance cardio-respiratoire externe permettant de tester les techniques de canulation sans nécessiter d’adaptations majeures. La structure pulmonaire est comparable, les échanges gazeux et les réponses à l’oxygénation mécanique sont similaires à ceux observés chez l’homme. Les porcs de 40-100 kg ont des dimensions proches de celles des patients adultes. Cela permet l’utilisation de cannules de l'assistance cardio-respiratoire externe standardisées pour l’humain, ce qui facilite la transposabilité des résultats. Pour une question de stabulation, nous utiliserons des animaux de 60kg.
Performances et sécurité de nouveaux agents d’embolisation artérielle
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles urogénitaux
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Plusieurs embolisations de chaque côté, sur les deux reins, en gardant une fonction rénale de 50 % : 34 jeunes porcs charcutiers de 3 à 5 mois vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie sans réveil ou impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour l'analyse microscopique de leurs organes. Sous anesthésie générale, chaque porc subit une prise de sang et l'occlusion, guidée par imagerie, de branches de l'artère rénale. Un groupe est tué sans reprendre conscience. L'autre est réveillé et suivi d'une semaine à trois mois, avec des douleurs et une perte d'appétit possibles dues à l'ischémie des reins, un hématome ou une boiterie, avant une seconde anesthésie, sans réveil, pour une angiographie et une dernière prise de sang. Le porteur choisit le porc pour sa taille et ses vaisseaux proches de ceux des humains, et indique que la performance et "l'innocuité" de ces dispositifs implantables "doivent être évalués chez l'animal", avec des résultats versés aux dossiers de demande d'autorisation de mise sur le marché.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer l’efficacité et la sécurité de nouveaux agents d’embolisation utilisés en radiologie interventionnelle (RI), avant leur application chez les patients. La RI est une spécialité médicale qui associe une technique d’imagerie (rayons X, ultrasons, résonnance magnétique) à un geste mini- invasif pour diagnostiquer et/ou traiter un large éventail de maladies, dont les cancers. L’embolisation est une procédure de radiologie qui consiste à injecter à l’intérieur d’un vaisseau un produit pour l’occlure. Le but visé est, soit d’arrêter un saignement (traumatisme, hémorragie du post-partum, hémoptysie…), soit de dévasculariser un tissu pathologique irrigué par ce vaisseau en le privant d’apport sanguin (fibrome utérin, adénome de la prostate, tumeur hépatique, malformation vasculaire…). De nouveaux matériaux sont actuellement à l’étude pour améliorer les traitements par embolisation. On peut notamment citer les matériaux dégradables, la fonctionnalisation des matériaux ou l’introduction d’adjuvants pour rendre les dispositifs visibles en imagerie ou encore chargeables avec des principes actifs. Tous ces agents d’embolisation sont des dispositifs médicaux implantables pour lesquels la performance et l’innocuité doivent être évalués chez l’animal avant de les utiliser en clinique. Les résultats obtenus seront versés aux dossiers réglementaires pour les demandes d’autorisation de mise sur le marché.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont d’ordre technologique et médical. Il s’agit de tester de futurs produits de santé destinés à une utilisation chez l’homme. La radiologie interventionnelle a révolutionné la pratique de la médecine moderne grâce à l'introduction, au développement et à la validation de thérapies peu invasives, dont beaucoup ont non seulement remplacé des procédures invasives, mais ont également offert de nouvelles solutions diagnostiques et thérapeutiques là où il n'en existait pas auparavant. La radiologie interventionnelle s’inscrit de plus en plus dans les perspectives curatives de maladies cancéreuses, que ce soit par l’efficacité propre de ses méthodes ou dans le cadre de traitements combinés avec d’autres techniques. Ce projet bénéficiera donc directement aux patients, les nouveaux agents d’embolisation testés pourront être appliqués en clinique dès leur sécurité d’utilisation établie selon les bonnes pratiques de laboratoire.
Procédures
Chaque animal sera soumis à une anesthésie générale pendant laquelle une prise de sang et une intervention chirurgicale mini-invasive guidée par l’imagerie (embolisations 30-40 minutes) sera réalisée. Un groupe d'animaux sera mis à mort à l'issue de cette procédure sans réveil de l'anesthésie, un autre groupe sera réveillé et observé quotidiennement, de 1 semaine à 3 mois selon les lots, avant une deuxieme anesthésie générale sans réveil pour un contrôle angiographique et un prélèvement sanguin.
Impact sur les animaux
Les nuisances pour les animaux sans réveil sont liées à l’induction de l’anesthésie : stress à la contention, injection intramusculaire. Pour les animaux suivis en post opératoire, le réveil de l’anesthésie peut s’accompagner de nausées, désorientation, hypothermie, irritation trachéale. L’intervention chirurgicale par voie endovasculaire est mini invasive, l’embolisation de branches de l’artère rénale induit une ischémie qui peut amener des douleurs et occasionner une perte d’appétit passagère. Les effets indésirables consécutifs à l’accès vasculaire sont un hématome et éventuellement une boiterie.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort pour prélever des organes à but d'analyses microscopiques.
Remplacement
Plusieurs mesures alternatives ont été mises en œuvre en amont des tests in vivo: Lors de l’étape de design du dispositif, les fabricants cherchent les données de biocompatibilité disponibles pour les matériaux utilisés. Ceux dont les effets et les doses toxiques sont connus sont éliminés de la composition de l’implant, afin de réduire le risque d’effets pathologiques locaux. Des tests in vitro de performances ou de cytotoxicité permettent également d’exclure certaines compositions qui ne répondent pas aux spécifications du dispositif, et de diminuer le nombre de prototypes à tester in vivo. Après ces tests préalables sur modèles non-vivants, nous arrivons à un stade de développement des dispositifs où un certain nombre de conditions du vivant ne peuvent être modélisées dans des systèmes in vitro : contact avec le sang, déformation des vaisseaux, réaction tissulaire et dégradation des produits, ré-ouverture des vaisseaux ; cicatrisation, persistance de la fonction rénale… Le recours à l’animal vivant devient alors indispensable, les modèles in vitro sont insuffisants du point de vue réglementaire pour envisager des essais cliniques chez l’Homme: des essais sur animaux vivants sont exigés par les agences sanitaires pour apporter des données supplémentaires fiables sur le comportement des dispositifs implantables dans les tissus vivants.
Réduction
Tous les moyens ont été mis en œuvre pour réduire le nombre d’animaux, à savoir premiers essais initiés sur modèles alternatifs, progression par étapes avec amélioration et raffinement des dispositifs, détermination des effectifs sur la base des attentes réglementaires, progression par étapes avec amélioration et raffinement des dispositifs. Le nombre total d’animaux est aussi optimisé en traitant les deux reins et en réalisant plusieurs embolisations par coté (tout en maintenant une fonction rénale de 50%).
Raffinement
Toutes les interventions (prise de sang, angiographie, embolisations) se font sous anesthésie générale avec traitement de la douleur. Les animaux sont hébergés en groupe social dans un environnement contrôlé en température et hygrométrie. Ils reçoivent une alimentation adaptée à leurs besoins, de l’eau à volonté, des jouets et dispositifs favorisant leurs comportements naturels comme le fouissage et mâchouillement. Un temps d'habituation avec douche tiède, promenade et distribution de récompenses permet leur familiarisation et la réalisation des examens cliniques sans contrainte (prise de température, palpation, auscultation...). Une équipe compétente de zootechniciens, vétérinaire et médecins assure au quotidien l’entretien, la surveillance et les soins. Une vidéosurveillance 24h/24 permet d'observer les comportements en animalerie et d'intervention rapidement en cas d’anomalie. Une grille d’évaluation de la douleur est établie avec la conduite à tenir en cas de complications. Des points limites sont définis pour arrêter la procédure en cas de souffrance. La Structure en charge du bien-être animal accompagne le suivi des animaux. Avec le vétérinaire désigné, elle conseille les responsables dans l’amélioration de leurs pratiques en faveur du bien-être des animaux et de l’application des 3R.
Choix des espèces
Parmi les différentes espèces animales, le porc est l’espèce de choix pour les études impliquant de la chirurgie en raison de sa grande taille et de ses ressemblances anatomiques avec l'homme. Les similitudes vasculaires (arborescence générale, calibres des vaisseaux, flux sanguins) permettent de reproduire fidèlement chez le porc les scénarios d’administration vasculaire des agents d’embolisation en radiologie interventionnelle, avec des imageurs et matériels identiques à ceux utilisés pour les patients. De jeunes porcs charcutiers, âgés de 3 à 5 mois, seront utilisés. A cet âge les animaux ont atteint une taille suffisante pour réaliser les procédures de cathétérisme et embolisation avec le même matériel que chez l’homme.
Bio impression d’un ensemble dermo-epidermique in situ pour le traitement de brûlures profondes et étendues
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
Valider un robot de bio-impression cutanée et comparer les versions de son logiciel de pilotage en conditions de bloc opératoire : 13 cochons vont être utilisés pour cela, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque animal reçoit huit plaies de brûlure sous anesthésie au cours d'une chirurgie d'environ deux heures, puis quatre heures de pose des traitements, huit changements de pansement de quarante-cinq minutes et huit biopsies, le tout en hébergement individuel. Les brûlures provoquent rougeur, chaleur, gonflement et douleur, surtout les premiers jours, et le porteur prévoit de prolonger l'analgésie au-delà de trois jours si la douleur persiste. Il explique préférer "2 porcs avec 8 plaies plutôt que 4 porcs avec 4 plaies", au nom de la réduction du nombre d'animaux.
Objectifs
Le projet a pour objectifs principaux de valider l’efficacité, la sécurité et la faisabilité clinique de la technologie développée (imagerie, impression de tissus robotisée) pour la reconstruction de la peau. Ces expérimentations sont une étape essentielle avant tout transfert vers l’application humaine et permettent de répondre à plusieurs interrogations scientifiques et cliniques. - Évaluer la capacité de cicatrisation et de régénération de la peau grâce aux solutions développées : Mesurer la qualité des tissus régénérés après impression de tissu sur la peau, notamment l’intégrité structurale des différentes couches de la peau, l'organisation des vaisseaux sanguins, et la compatibilité avec les tissus environnants. Comparer la régénération obtenue en présence ou en absence de lipoaspirat (graisse prélevé chez le même patient), afin d’optimiser les formulations. - Tester la faisabilité et la robustesse des techniques en conditions proches du réel : Évaluer la capacité du robot collaboratif à fonctionner de manière sécurisée et précise en environnement chirurgical. Tester différentes versions du logiciel de pilotage du robot pour sélectionner l’interface la plus adaptée à une utilisation au bloc opératoire. - Valider la sécurité des procédés : Vérifier l’absence de complications (infections, rejets, inflammations chroniques) suite à l’application des tissus imprimés. S’assurer que la impression des tissus sur la peau et la consolidation des tissus ne génèrent pas de risques pour le patient (toxicité, réactions indésirables). - Optimiser le protocole opératoire : Adapter la logistique d’utilisation du robot et des dispositifs d’impression aux contraintes réelles d’un bloc opératoire. Définir les meilleures pratiques pour l’application clinique (temps opératoire, étapes de préparation, gestes techniques).
Bénéfices attendus
Le projet vise à répondre à des besoins cliniques urgents et non satisfaits, notamment dans le domaine de la prise en charge des plaies complexes (aiguës comme les brûlures et chroniques) chez les patients. Plus précisément, les avancées attendues sont : - Proposer un substitut cutané personnalisé, venant du patient lui même, et disponible rapidement, permettant de traiter des plaies profondes et étendues, directement au bloc opératoire, sans attendre des délais de production en laboratoire. - Réduire les délais de cicatrisation et ainsi minimiser les risques d’infections, de complications et de séquelles fonctionnelles et esthétiques. - Sécuriser l’utilisation de robots collaboratifs en milieu opératoire, en assurant la compatibilité avec les contraintes cliniques et réglementaires (stérilité, précision, sécurité patient et soignants). Le projet a également pour ambition de faire avancer la recherche fondamentale et appliquée dans plusieurs domaines-clés de la médecine régénérative et des technologies biomédicales : - Améliorer la compréhension des mécanismes de cicatrisation des plaies profondes et des interactions entre les tissus imprimés et les environnements biologique spécifiques de la plaie. - Évaluer l’impact de l'environement cellulaire sur la qualité des tissus régénérés (organisation des vaisseaux sanguins, intégration tissulaire, formation de couche spécifique de la peau). - Faire progresser la robotique médicale appliquée à la bioimpression, en intégrant des algorithmes de pilotage intelligents et des interfaces homme-machine adaptées aux chirurgiens.
Procédures
Les animaux seront anesthésiés (fixe) pour la réalisation de la procédure chirurgicale (création de 8 plaies de brulure), la mise en place des traitements et les changements de pansement. Les injections d'anesthésiques se feront dans le muscle et seront très bref, quelques secondes. Les animaux seront ensuite maintenus anesthésiés grâce à une anesthésie gazeuse. Ils resteront anesthésiés (gazeuse) le temps de la réalisation des différents actes, soit 2h environ pour la réalisation de la chirurgie, 4h pour la mise en place des traitements et 45min pour les changements de pansement . Il y aura un total de 8 changements de pansement pour toute la durée de l'étude. Pendant les changements de pansement et sous anesthésie une prise de sang sera réalisée ainsi que 2 biopsies sur 4 des 8 plaies. Cela représsente 8 biopsies pour les plaies prélevées sur toute la durée de l'étude.
Impact sur les animaux
Les contentions et injections pour les anesthésies provoqueront un stress et une douleur transitoire chez les animaux. Ces nuisances ne dureront pas plus de quelques minutes pour les animaux. Les mises à jeun avant les anesthésies provoqueront également un stress chez les animaux. Les plaies de brulure déclencheront une réaction inflammatoire pour amorcer la cicatrisation. Cette réaction provoquera rougeur, chaleur, gonflement et douleur. Les plaies seront douloureuses, surtout les premiers jours, cette douleur devrait s’estomper au fur et à mesure de la cicatrisation. L’hébergement individuel provoquera également un stress chez les animaux.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en fin d'étude afin de preléver les sites et réaliser des analyses histologiques.
Remplacement
La cicatrisation, et plus particulièrement l’épithélialisation (fermeture) des plaies se déroulent selon un enchaînement de séquences ordonnées au cours desquels les cellules de la couche superficeille de la peau migrent, prolifèrent et se différencient. Les différentes phases, et leur enchainement, nécessitent l'intervention de multiples types cellulaires et médiateurs : ce processus complexe ne peut être reproduit à l'aide de techniques alternatives.
Réduction
Des tests in vitro ont été réalisés pour valider les adaptations du robot et les modifications de protocole. De plus, chaque animal sera utilisé pour tester un maximum de conditions expérimentales (sans impacter la fiabilité des résultats) de façon à utiliser le moins d'animaux possible : ainsi on préfèrera 2 porcs avec 8 plaies plutôt que 4 porcs avec 4 plaies.
Raffinement
Les animaux feront l'objet d'un conditionnement positif, basé sur des interactions amicales avec les personnels en charge des soins, ceci afin de permettre des manipulations sans stress et avec un minimum de contraintes. Des changements de pansement seront réalisés régulièrement, minimum 1x/semaine. Lors des changements de pansement les plaies seront observées et nettoyées. Un examen clinique avec pesée sera réalisé lors de chaque changement de pansement. Des mesures compensatrices sont mises en place lors de l’hébergement individuel des animaux. Les boxes sont ajourés, permettant au cochon de se voir, se toucher et se sentir. En outre, ils seront promonés tous les jours (fréquence qui pourra être augmenté si nécessaire) par un soigneur qu’il leur distibuera des récompenses. Si les animaux montrent de la douleur au-delà de 3 jours (fin du procotole d’analgésie), les traitements seront prolongés autant que nécessaire. Des points d'alerte sont bien connus de notre laboratoire, afin d'anticiper la souffrance et la traiter. Des points limites, définis par des critère cliniques et physiologiques, permettent d'identifier une souffrance importante qui n'est pas atténuable et mettre fin de façon anticipée à la procédure
Choix des espèces
Le Porc est utilisé dans les études de cicatrisation du fait de la similarité de sa peau avec la peau humaine. De plus, le choix d'animaux de taille adaptée permet la réalisation de plusieurs plaies sur un seul animal, ce qui permet d'obtenir des résultats statistiquement exploitables sur un plus faible nombre d'animaux. L'utilisation de porcs d'environ 35 à 50kg permet de réaliser 8 plaies par animal et d’obtenir de résultats statistiquement exploitables pour un grand nombre de modalités, avec un nombre réduit d'animaux. Il s'agit d'animaux jeunes (3-6 mois), dont la peau se rapproche le plus possible de la peau humaine. Ce stade de développement est le meilleur rapport entre maniabilité des animaux / longueur du dos adaptée au nombre de plaies / similarité avec la peau humaine
Mise au point de produits innovants favorisant la cicatrisation de plaies cutanées
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
12 porcs de trois à six mois vont être utilisés, chacun portant huit à dix plaies chirurgicales créées sur son dos sous anesthésie générale, au cours d'une opération de trois heures. Dix sont exposés à des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, deux à un niveau sévère. Suivent jusqu'à douze changements de pansement, chacun sous anesthésie et accompagné d'une prise de sang et d'une biopsie par plaie, le porteur indiquant que les plaies seront douloureuses surtout les premiers jours. Le nombre d'animaux est calculé à partir du nombre de plaies exploitables, deux porcs à dix plaies étant préférés à quatre porcs à cinq plaies, et tous sont tués à la fin pour des analyses histologiques.
Objectifs
On estime qu’en Europe, environ 1 à 2 % de la population souffre d’une plaie chronique, soit plusieurs millions de patients. Les principales catégories sont les ulcères veineux, artériels, mixtes, les plaies diabétiques et les escarres. Leur prévalence est en augmentation en raison du vieillissement de la population et de la hausse des maladies chroniques telles que le diabète ou l’insuffisance veineuse. Le traitement des plaies chroniques repose sur une prise en charge globale comprenant le nettoyage de la plaie, le contrôle de l’infection, la gestion du suintement des plaies, l'éliminiation des tissus mort et la promotion de la cicatrisation. Malgré les progrès, les traitements actuels présentent des limites importantes. Les pansements modernes sont utilisés pour maintenir un environnement humide favorable à la cicatrisation mais n’active pas directement cette cicatrisation. La cicatrisation est souvent lente et incomplète, entraînant des récidives fréquentes et une altération de la qualité de vie. De plus, il n'existe pas de solution unique adaptée à tous les types de plaies : chaque patient nécessite une prise en charge personnalisée, tenant compte de la cause de l'apparition des plaies et des troubles associés . La mise en place des soins est lourde car 1) la cicatrisation peut prendre du temps 2) il est nécessaire de changer les pansements de manière régulière 3) les soins peuvent être douloureux Les infections représentent également une complication fréquente et majeure. La formation d'un environnement bactérien rend les traitements locaux moins efficaces et complique la lutte contre les agents pathogènes. Par conséquent il est nécessaire de dévelloper de nouvelles alternatives ( destinées à être délivrées localement pour favoriser la cicatrisation de la peau et lutter contre les infections.
Bénéfices attendus
Un meilleur traitement des plaies chroniques peut transformer profondément la vie des patients et alléger considérablement la charge sur le système de santé. Voici les principaux bénéfices que l'on peut en attendre : I – Amélioration de la qualité de vie des patients : 1) accélérer le processus de cicatrisation 2) éviter l’aggravation ou la stagnation de la plaie 3) Diminuer la fréquence de changement de pansement. II -Une réduction des complications médicales : 1) Diminution des surinfections 2) Diminution des nécroses tissulaire pouvant aller jusqu’à l’amputation. III - Diminution des coûts de santé : 1) réduduction de la durée et du nombre des soins 2) prévention des rechutes.
Procédures
Les animaux seront anesthésiés (fixe) pour la réalisation de la procédure chirurgicale (création de plaies sur la peau), la mise en place des traitements et les changements de pansement. Les injections d'anesthésiques se feront dans le muscle et seront très bref, quelques secondes. Les animaux seront ensuite maintenus anesthésiés grâce à une anesthésie gazeuse. Ils resteront anesthésiés (gazeuse) le temps de la réalisation des différents actes, soit 3h environ pour la réalisation de la chirurgie et la mise en place des traitements et 45min pour les changements de pansement . Au maximum il y aura un total de 12 changements de pansement pour toute la durée de l'étude. Une fois par semaine, pendant les changements de pansement et sous anesthésie, une prise de sang sera réalisée ainsi 1 biopsie par plaie. Les biopsies seront réalisés en alternant les plaies une semaine sur deux, de façon à ce que les plaies ne soient prélevées qu'une fois toutes les deux semaines.
Impact sur les animaux
Les contentions et injections pour les anesthésies provoqueront un stress et une douleur transitoire chez les animaux. Ces nuisances ne dureront pas plus de quelques minutes pour les animaux. Les mises à jeun avant les anesthésies provoqueront également un stress chez les animaux. Les plaies chirurgicales déclencheront une réaction inflammatoire pour amorcer la cicatrisation. Cette réaction provoquera rougeur, chaleur, gonflement et douleur. Les plaies seront douloureuses, surtout les premiers jours, cette douleur devrait s’estomper au fur et à mesure de la cicatrisation. L’hébergement individuel provoquera également un stress chez les animaux.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en fin d'étude afin de preléver les sites et réaliser des analyses histologiques.
Remplacement
La cicatrisation, et plus particulièrement l’épithélialisation des plaies se déroulent selon un enchaînement de séquences ordonnées au cours desquels les kératinocytes migrent, prolifèrent et se différencient. Les différentes phases, et leur enchainement, nécessitent l'intervention de multiples types cellulaires et médiateurs : ce processus complexe ne peut être reproduit à l'aide de techniques alternatives.
Réduction
Le nombre d'animaux est calculé en fonction du nombre de plaies que l’on peut créer. Afin de pouvoir mettre en avant une différence significative entre les traitements il nous faut 10 observations par modalités de traitement. Ainsi deux porcs avec 10 plaies/porcs sont nécessaires pour comparer un traitement de référence avec un traitement test. Cahque animal sera utilisé pour tester un maximum de conditions expérimentales (sans impacter la fiabilité des résultats) de façon à utiliser le moins d'animaux possible : ainsi on préfèrera 2 porcs avec 10 plaies plutôt que 4 porcs avec 5 plaies. La taille et le nombre des plaies seront adaptés, de façon à rester toujours inférieurs à 10% de surface corporelle en plaies profondes ou 25% en plaies superficielles. (Ces limites sont basées sur l'évaluation de gravité de plaies chez l'Homme) Dans tous les cas, au sein de ces limites, on veillera à réduire la taille et le nombre des plaies au strict minimum nécessaire pour répondre aux objectifs de chaque étude.
Raffinement
Les animaux feront l'objet d'un entrainement, basé sur des interactions positives avec les personnels en charge des soins, ceci afin de permettre des manipulations sans stress et avec un minimum de contraintes. Des changements de pansement seront réalisés régulièrement, minimum 2x/semaine les trois premières. Lors des changements de pansement les plaies seront observées et nettoyées. Un examen clinique avec pesée sera réalisé lors de chaque changement de pansement. Des mesures compensatrices sont mises en place lors de l’hébergement individuel des animaux. Les boxes sont ajourés, permettant au cochon de se voir, se toucher et se sentir. En outre, ils seront promonés tous les jours (fréquence qui pourra être augmenté si nécessaire) par un soigneur qu’il leur distibuera des récompenses. Si les animaux montrent de la douleur au-delà de 3 jours (fin du procotole d’analgésie), les traitements seront prolongés autant que nécessaire. Des points d'alerte adaptés, bien connus par notre laboratoire permettent d'anticiper et traiter la souffrance avant qu'elle apparaisse. Si toutefois la souffrance apparaît, des points limites basés sur des critères cliniques sont prévus, permettant d'interrompre les procédures et mettre fin aux souffrances.
Choix des espèces
Le Porc est utilisé dans les études de cicatrisation du fait de la similarité de sa peau avec la peau humaine (1). De plus, le choix d'animaux de taille adaptée permet la réalisation de plusieurs plaies sur un seul animal, ce qui permet d'obtenir des résultats statistiquement exploitables sur un plus faible nombre d'animaux L'utilisation de porcs d'environ 35 à 50kg permet de réaliser 8 à 10 plaies par animal et d’obtenir de résultats statistiquement exploitables pour un grand nombre de modalités, avec un nombre réduit d'animaux. Il s'agit d'animaux jeunes (3-6 mois), dont la peau se rapproche le plus possible de la peau humaine. Ce stade de développement est le meilleur rapport entre maniabilité des animaux / longueur du dos adaptée au nombre de plaies / similarité avec la peau humaine.
Evaluation de l’impact de la consommation d’aliments contaminés par de la zéaralénone avant et pendant l’apparition de la puberté sur la mise en place des cycles, leurs caractéristiques, la fertilité et les anomalies de reproduction chez le porc
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Bien-être animal
- Maladies animales
Derrière l'étude d'une mycotoxine des céréales, l'enjeu affiché est économique, la contamination dégradant les performances de reproduction des truies et coûtant à la filière porcine. 48 jeunes femelles porcines vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis abattues en abattoir commercial pour prélèvement d'organes. Elles sont exposées deux mois à des doses inférieures aux limites réglementaires européennes, logées seules pendant cette période, et subissent cinq à sept séries de prises de sang, d'urine, de fèces et de salive, plus des échographies. Le porteur reconnaît que le logement individuel stresse cette espèce sociable et que la contention au lasso provoque douleur et stress, et annonce des essais de prélèvement sans contention avec du jus de pommes.
Objectifs
La mycotoxine étudiée est un contaminant important des céréales, avec un impact économique non négligeable pour la filière porcine, avec à la fois une dégradation des performances de reproduction conduisant à une réduction du nombre de porcs produits par truie et un investissement important dans des produits capables de capter ces mycotoxines dans l'aliment lorsque celui-ci est reconnu comme contaminé. Les effets sur la reproduction affectent les animaux de tous âges, et plus particulièrement les futures reproductrices. L’objectif est de vérifier si une exposition in vivo pendant deux mois à des niveaux de cette mycotoxine inférieurs aux valeurs réglementaires peut impacter la reproduction des jeunes femelles encore impubères. On évaluera l’apparition de la puberté pendant l’exposition, les conséquences sur les cycles ultérieurs, la fertilité, le démarrage de la gestation et les anomalies de reproduction éventuelles. Les perturbations de la reproduction liées à cette mycotoxine dépendent en effet des doses, stades physiologiques et durées d’exposition. Dans cette étude, des femelles péri pubères seront exposées de manière chronique à des concentrations en mycotoxine inférieures aux limites maximales recommandées par l'UE.
Bénéfices attendus
La mycotoxine étudiée est l'une des mycotoxines produites par les champignons du genre Fusarium, qui contaminent les aliments à base de céréales ainsi que les aliments destinés aux animaux. Nos résultats devraient fournir des données clés pour évaluer l’impact de la perturbation de la reproduction induite par cette mycotoxine sur la santé et les performances des porcs. De plus, les analyses issues des prélèvements permettront d’identifier des biomarqueurs utiles pour bien diagnostiquer l'exposition à cette mycotoxine en élevage porcin et envisager des solutions. Enfin, la réalisation de prélèvements alternatifs aux prélèvements de sang devrait permettre, à terme, de pouvoir s'affranchir des tests sanguins.
Procédures
Les animaux seront soumis à 5 prélèvements de sang, d'urine, de fécès et de salive pour toutes les femelles et 7 prélèvements pour celles qui ne seraient pas venues en chaleurs après la synchronisation. Une échographie sera effectuée aux mêmes moments, ainsi que vers 4 semaine de gestation. Au total, il y aura entre 6 et 8 interventions. Les prélèvements d'urine ne nécessitent pas de contact avec les animaux. Les prélèvements de fécès durent moins de 30 secondes. La durée de mastication de la salivette par l'animal pour le recueil de la salive varie de 30 secondes à 1 minute. La durée des prises de sang est limitée à 30 secondes. L'échographie dure moins de 1 minute. Les animaux sont logés individuellement pendant 2 mois pour contrôler l'ingestion d'aliment. Les cloisons ajourées permettent aux animaux de se voir, de se sentir, de s'entendre, et aux porcs de deux cases voisines de se toucher. Ils sont ensuite logés en groupes.
Impact sur les animaux
L'élevage individuel pendant les 2 mois d'exposition à la mycotoxine peut constituer un stress pour cette espèce sociable qu'est le porc. Pour en réduire les effets, des cloisons ajourées permettent aux animaux de se voir, de se sentir, de s'entendre, et aux porcs de deux cases voisines de se toucher. Les prélèvements sanguins constituent également une source de stress et de douleur du fait de la contention. Pour cela, des essais de prélèvement sans contention seront tentés, en habituant les animaux à l'intervention et au contact des aiguilles avec une distribution concommintente de jus de pommes. Une attention sera portée à la durée des prises de sang et aux conditions de prélèvement. Le prélèvement de fèces peut entrainer un léger inconfort qui est limité par l’utilisation de paraffine. Une attention particulière sera portée à la relation humain-animal afin de faciliter les approches et les interactions avec les animaux.
Devenir
Tous les animaux seront abattus en abattoir commercial en fin de procédure. Plusieurs organes seront prélevés afin d'évaluer l'impact de l'exposition chronique à de faibles de doses de mycotoxine sur le développement de la puberté, la mise en place de la reproduction et le métabolisme des femelles incluses dans l'étude.
Remplacement
Le porc est l'espèce cible de ce projet qui vise à mieux comprendre les effets de la mycotoxine étudiée sur la mise en place des cycles, leurs caractéristiques, la fertilité et les anomalies de reproduction. L'utilisation d'animaux vivants est nécessaire pour rendre compte de processus biologiques dynamiques et sujets à une large variabilité entre individus. Le remplacement n'est pas possible car l'utilisation d'animaux est inhérente à ce type d'étude.
Réduction
Nous avons réduit le nombre d’animaux au minimum en tenant compte des mesures effectuées. Le nombre total de 48 femelles (24 par traitement) a été déterminé par une approche statistique pour bien tester l’effet sur la principale variable d’intérêt, la puberté.
Raffinement
L'élevage individuel pendant les 2 mois d'exposition à la mycotoxine peut constituer un stress pour cette espèce sociable qu'est le porc. La salle est organisée en deux rangées de 12 cases de 2,9 m², séparées par des cloisons ajourées qui permettent aux animaux de se voir, de se sentir, de s'entendre, et aux porcs de deux cases voisines de se toucher pour maintenir une variété d'interactions sociales. Les prélèvements sanguins constituent également une source de stress et de douleur par la contention au lasso et la manipulation. Pour cela, des essais de prélèvement sans contention seront tentés, avec proposition de jus de pommes avec une seringue sans aiguille aidant à l'immobilité des animaux le temps du prélèvement. Toute intervention potentiellement douloureuse ou stressante sera contrôlée, et les animaux suivis dans les minutes ou heures qui suivent. En cas de souci de santé, le vétérinaire en charge du suivi de l’élevage expérimental sera consulté et les animaux traités en conséquence.
Choix des espèces
Le porc ne peut pas être remplacé par une espèce modèle compte tenu de la spécificité de ses réponses physiologiques à l'exposition à la mycotoxine étudiée. Nous avons choisi de travailler sur la femelle péri pubère car c'est à ce stade de développement que nous souhaitons évaluer les effets de cette mycotoxine sur la mise en place des cycles, leurs caractéristiques, la fertilité et les anomalies de reproduction.
L’évaluation de la digestibilité chez la truie non-gravide de rations innovantes, avec ou sans supplémentation enzymatique
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
En élevage, le rationnement sévère des truies gestantes peut provoquer des comportements stéréotypés, et ce projet évalue une ration plus fibreuse, où de l'ensilage de maïs remplace une partie des céréales, avec ou sans enzyme. 6 porcs, des truies reproductrices non gestantes, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis renvoyés dans le troupeau de truies expérimentales. À chaque période de 30 jours, les truies passent 11 jours dans une case individuelle de 80 sur 200 cm, "ce qui leur permet de ne pas se retourner", écrit le porteur, avec une sonde urinaire posée pendant toute la collecte. Leur cycle ovarien est bloqué par trois injections d'Improvac. Le porteur affirme que le porc "ne peut pas être remplacé par une espèce modèle", et présente l'essai comme une étape vers une étude plus large sur les "performances de la truie et ses porcelets".
Objectifs
L'un des objectifs majeurs de la conduite alimentaire en gestation est d'adapter les apports alimentaires en fonction de l'état de la truie souhaité en maternité. Le défi consiste à obtenir, en fin de gestation, un niveau de réserves corporelles suffisant tout en évitant une prise de poids trop importante, ce qui peut entraîner des problèmes de locomotion ainsi que des syndromes de dysgalacties post-partum, des répercussions négatives sur le taux de survie des porcelets et la longévité du troupeau. La maîtrise de l’état corporel de la truie passe par un rationnement alimentaire sévère qui peut se traduire par l’apparition de comportements stéréotypés. En favorisant le rassasiement des truies, les rations riches en matières premières fibreuses permettent de réduire l’apparition de ces problèmes comportementaux. L'utilisation d'enzymes externes dans l'alimentation des monogastriques est une pratique courante pour améliorer l'efficacité digestive et optimiser la valeur nutritionnelle des aliments. Cette pratique permet d’utiliser des ingrédients alternatifs ou des coproduits de manière plus efficace, qui, sans enzymes, seraient peu digestibles pour l’animal. Parmi ces enzymes, les xylanases sont des enzymes dégradant les polymères de xylose, qui sont des composants importants des fibres des plantes. L’action des xylanases sur l’amélioration de la digestibilité des nutriments est liée à une réduction de la viscosité des digesta, avec des effets positifs sur le transit, mais également à une modulation du microbiote intestinal, une augmentation de la production d’acides gras à chaîne courte, le tout conduisant à des effets positifs sur la santé du tube digestif. L’objectif de cette étude est d’évaluer l’intérêt nutritionnel du remplacement d’une partie des céréales (blé, orge, maïs) par de l’ensilage de maïs, combiné avec l’utilisation d’une xylanase. Cette évaluation sera réalisée sur la base d’une mesure de la digestibilité fécale des aliments. Cette étude est une première étape pour valider une ration qui sera utilisée dans une étude de plus grande ampleur pour évaluer les effets à long terme sur les performances de la truie et ses porcelets
Bénéfices attendus
L'évaluation de la valeur nutritionnelle de régime intégrant de l'ensilage de maïs et supllémenté ou pas avec de la xylanase est un prérequit pour mettre au point des stratégies nutritionnelles pour réduire le mal être des truies tout en assurant une bonne valarisation de l'aliment.
Procédures
Les collectes de fèces et d'urines sont obtenues par défécation et miction naturelles ; aucun autre prélèvement n'est prévu. Les animaux seront équipés d'une sonde urinaire pour faciliter la collecte des urines et éviter la contamination des fèces par de l'urine. Pour chaque période de 30 jours, la sonde urinaire sera maintenue pendant 11 jours lors de la période de collecte. La mesure de la digestibilité est très sensible à toute variation de la prise alimentaire. Pour éviter les effets d'une chute de l'appétit sur la qualité de la collecte, le cycle ovarien de la truie sera bloqué immunologiquement pendant la durée de l'essai.
Impact sur les animaux
Conditions de logement : Dans le cadre de la mesure de la digestibilité, les truies doivent être logées dans des cases individuelles de dimensions 80x200 cm, ce qui leur permet de ne pas se retourner et de dissocier correctement les fèces et les urines. Toutefois, la réduction de la possibilité de mouvement peut entraîner des risques pour leur bien-être. Collecte des urines : Les particularités anatomiques des femelles rendent difficile la collecte séparée des urines et des fèces. Pour contourner ce problème, les truies seront équipées de sondes urinaires de la veille du début de la période de collecte à la fin de cette période (soit une durée de 11 jours). Bien que la sonde soit posée et entretenue dans des conditions d'hygiène rigoureuses, en respectant les protocoles de soins vétérinaires, on ne peut pas totalement exclure un risque d'infections urinaires. Blocage du cycle ovarien de la truie : Les fluctuations hormonales liées au cycle reproductif peuvent influencer les mesures de digestibilité, notamment en agissant sur l'appétit des truies. Pendant la durée de l’essai, la fonction ovarienne sera temporairement bloquée par l’injection d’un analogue synthétique du GnRF (Improvac). Ce traitement constitue une alternative à l’ovariectomie chirurgicale. Les injections (3 fois 2 mL; une deux semaines avant le début de l'essai et deux autres espacées de 9 semaines) peuvent entraîner possiblement des gonflements ou inflammations au point d'injection.
Devenir
L'ensemble des animaux réintègre le troupeau de truies expérimentales à la fin de la procédure
Remplacement
Le porc est l'espèce cible de ce projet. Compte tenu des spécificités inhérentes au stade physiologique (truie reproductrice), à sa conduite alimentaire et aux conséquences sur l'utilisation digestive des aliments, il n'est pas possible de travailler sur des animaux d'un autre stade physiologique. L'utilisation d'animaux vivants est nécessaire pour rendre compte de processus digestifs extrêmement complexes et soumis à une large variabilité entre individus. Le remplacement n'est, pour l'instant, pas possible, car l'utilisation d'animaux est inhérente au type d'étude.
Réduction
L'utilisation d'un plan expérimental en carré latin 4*4 complet permet de contrôler notre principale source de variation (effet animal), tout en testant plusieurs traitements alimentaires. Chaque traitement est testé exactement une fois par ligne et par colonne, ce qui signifie que chaque animal et chaque période reçoivent une seule fois chaque traitement. Cela permet de : 1/ maximiser la précision des résultats en neutralisant les effets liés à l'animal ; 2/ réduire le nombre d’animaux nécessaires, car chaque animal sert de contrôle pour lui-même à travers plusieurs périodes ; et 3/ limiter la variabilité interindividuelle, ce qui est crucial dans ce type d'essai pour la mesure de la digestibilité
Raffinement
Conditions de logement : Pour limiter les risques sur le bien-être des truies, la durée de mise en case individuelle est strictement limitée à 11 jours pour chaque période expérimentale, incluant 1 jour d'adaptation et 10 jours de collecte. Les cages sont équipées de barreaux et placées dans la même pièce, par groupe de 4, afin de permettre aux animaux de maintenir un contact visuel, tactile, olfactif et auditif. Le reste du temps, les truies sont placées en case collective (16 m²), avec des systèmes permettant une distribution individuelle de la ration et un enrichissement adapté (jouets et toile de jute). Pose de sonde urinaire et risque de cystites : Pendant la période de collecte, la présence éventuelle d’infection urinaire sera contrôlée au moment de la miction à l'aide de bandelettes urinaires. En cas d'infection avérée, l'animal sera soigné avec un traitement adapté. Risques d'infection localisée au site d'injection d'un analogue de synthèse du GnRF : Bien que les réactions soient généralement temporaires, des gonflements ou inflammations au point d'injection peuvent survenir. Le cas échéant, l’animal sera traité avec le traitement préconisé par le vétérinaire en charge du suivi des animaux..
Choix des espèces
- Le porc (truie) ne peut pas être remplacé par une espèce modèle compte tenu de la spécificité anatomique de son tube digestif et de sa conduite alimentaire Nous avons choisi de travailler sur la truie reproductrice non-gravide car ce stade est spécifiquement visé par la stratégie alimentaire que nous voulons tester. Nous travaillerons sur des truies en 3ème ou 4ème portées ce qui correspond à la parité moyenne des truies en élevage commercial.
Stratégies alimentaires pour réduire l’impact environnemental chez le porc en croissance dans le cadre de l’élevage
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Renvoyés dans l'élevage de production à la fin de l'essai, 60 porcs en croissance vont être utilisés dans des procédures classées au niveau de souffrance le plus élevé, sévère. Chaque animal passe quatorze jours seul dans une cage à digestibilité dont les dimensions l'empêchent de se retourner, pour permettre la collecte séparée des urines et des fèces. Le projet mesure l'effet d'aliments présentés comme à moindre impact environnemental sur la croissance et sur la répartition de l'azote entre urine et fèces. Le porteur affirme qu'il n'est "pas possible d'étudier cet aspect autrement que sur un animal entier et vivant", et retient six porcs par régime alimentaire.
Objectifs
Les objectifs de ce projet sont de quantifier les effets de stratégies alimentaires à faible impact environnemental sur les performances de croissance des animaux, sur l’utilisation digestive et métabolique par les animaux, sur la répartition de l’azote entre urine et fèces avec des répercussions potentielles sur la composition des effluents, les émissions gazeuses associées et leur potentiel de valorisation.
Bénéfices attendus
Notre hypothèse est que nous pouvons réduire l’impact environnemental de la production porcine en maintenant les performances de croissance des animaux. Pour que la réduction d’impacts obtenues au kg d’aliment produit soit conservée au kg de porc produit, il faut que les performances de croissance soient maintenues.
Procédures
Les animaux sont hébergés individuellement dans des cages à digestibilité pendant 14 jours. Ces cages empêchent l’animal de se retourner tout en lui maximisant l’espace disponible pour permettre la collecte séparée des fèces et de l'urine nécessaire à la mesure de digestibilité.
Impact sur les animaux
La mesure de l’utilisation digestive d’un aliment chez le porc nécessite de collecter totalement les fèces des animaux, qui ne doivent pas être contaminées par l’urine. Ainsi, il est nécessaire de placer les animaux dans des cages à digestibilité dont les dimensions sont réduites afin d’empêcher l’animal de se retourner tout en lui maximisant l’espace disponible. Les cages sont ainsi équipées d’un système de parois ajourées mobiles et de barreaux permettant de maintenir le contact entre les animaux.
Devenir
L’ensemble des animaux retourneront dans l’élevage de production à la fin de la procédure expérimentale. La décision de garder en vie les animaux revient au responsable du projet en coordination avec le responsable de l’élevage.
Remplacement
L’objectif de ce projet est de tester l’incorporation d’aliments à moindres impacts environnementaux en condition d’élevage sur l’utilisation digestive des écoaliments, les émissions gazeuses à l’échelle de l’animal et la composition et valorisation des effluents. Ces objectifs ne peuvent être atteints par des méthodes mathématiques ou in vitro et nécessitent le recours à une étude in vivo. Les mesures sur animaux sont donc requises car l’objectif de l’étude est d’évaluer la digestibilité et la réponse des porcs aux écoaliments et il n’est pas possible d’étudier cet aspect autrement que sur un animal entier et vivant.
Réduction
Le nombre d’animaux de l’essai et le dispositif expérimental mis en place ont été déterminés sur la base d’essais antérieurs afin d’atteindre le niveau de précision souhaité pour évaluer avec précision l’effet des écoaliments en élevage de porcs. Des protocoles similaires conduits dans l’unité ont utilisés entre 4 et 6 porcs par régime pour obtenir une précision satisfaisante dans les valeurs de digestibilité. En conséquence, nous conduirons nos mesures avec 6 porcs par régime.
Raffinement
La collecte totale des déjections sur des animaux isolés est à l’heure actuelle la seule méthode permettant de mesurer la digestibilité d’un aliment avec une grande précision. Les cages dans lesquelles seront hébergés les animaux seront équipées de barreaux et seront toutes placées dans la même pièce pour maintenir un contact visuel, auditif et olfactif entre les porcs. L’appétit, l’ingestion d’eau, le comportement des animaux ainsi que l’état de la cage seront observés au moins deux fois par jour par le personnel technique afin de détecter des blessures éventuelles, des diarrhées ou des troubles respiratoires. Tout animal présentant l’un de ces troubles fera l’objet d’une prise en charge immédiate. Des points limités adaptés seront mis en place.
Choix des espèces
La cible de l’étude est le porc en croissance-finition. Nous allons utiliser un croisement répandu dans les élevages commerciaux français (Piétrain X (Large White X Landrace)). Les animaux seront des porcs d’un poids vif de 30kg en début d’essai pour l'étude des aliments croissance et de 60kg en début d’essai pour l'étude des aliments finition. Nous avons choisi de travailler avec des animaux dont le poids vif moyen atteint au cours de l’étude correspond au poids vif moyen des porcs en phase croissance et en phase finition.
Evaluation de l’efficacité de l’innocuité, de la durabilité de nouvelles méthodes, dispositifs, molécules pour les affections vasculaires
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Diagnostic des maladies
- Troubles cardiaques
Cochons : 400
Moutons : 800
Bovins : 50
1 300 cochons, moutons, bovins et chiens vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie d'implantation d'un dispositif vasculaire, parfois précédée d'une seconde intervention destinée à lui créer la lésion à traiter, par section d'un nerf, découpe de tissu ou ligature d'un vaisseau. Ces opérations peuvent durer plusieurs heures et s'accompagnent d'une mise à jeun de douze à seize heures, de prélèvements de sang hebdomadaires et d'une douleur postopératoire que le porteur annonce sur plusieurs jours. La mise à mort finale sert à ouvrir les corps pour évaluer la tolérance et la durabilité des implants, dans un cadre que le porteur présente comme une "obligation règlementaire" pour la mise sur le marché de dispositifs médicaux.
Objectifs
Le système vasculaire comprend les réseaux artériels et veineux qui, reliés à la pompe cardiaque, permettent de faire circuler le sang dans l'ensemble de l'organisme et d'assurer la perfusion de tous les organes. La circulation veineuse est connectée avec le réseau des vaisseaux lymphatiques qui vient s'y déverser avant le coeur. Les pathologies vasculaires telles que les thromboses, les sténoses, les anévrismes, les traumatismes, etc... avec leurs conséquences telles que les accidents vasculaires cérébraux ou l'infarctus du myocarde représentent un enjeu majeur pour la santé publique et constituent une préoccupation croissante avec l’augmentation des populations à risque liée au vieillissement de la population, à la sédentarité et aux nouveaux modes de vie. L’implantation ou la mise en oeuvre de techniques et dispositifs médicaux vasculaires (endoprothèses, filtres, stents, delivery systems, cathéters, ballons et guides ou encore dispositifs pour embolisation ou pour thrombectomie par exemple) sont des approches thérapeutiques indispensables pour soigner ces maladies mais aussi pour permettre un accès régulier au compartiment vasculaire (exemple des chambres implantables pour dialyses ou chimiothérapies). Avec le développement de nouvelles technologies, les limites des actes chirurgicaux sont sans cesse repoussées avec le souci permanent de réduire le traumatisme chirurgical et les complications, de raccourcir les temps opératoires et les phases de récupération. La chirurgie mini-invasive, la chirurgie assistée par la robotique, la chirurgie transluminale, la chirurgie endovasculaire, la chirurgie vasculaire sous coelioscopie sont autant d’exemples qui illustrent ces avancées et la transformation de la pratique de la chirurgie vasculaire. Ce projet de recherche a pour objectif le développement et l'évaluation de nouveaux dispositifs et techniques pour le traitement des affections vasculaires au niveau des coronaires, des vaisseaux périphériques et des vaisseaux cérébraux."
Bénéfices attendus
L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité et de l’efficacité des implants pour éviter leur rejet, et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation qui handicapent les patients, et réduire le traumatisme tissulaire, corollaire de ces interventions, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes. - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. - Des procédures chirurgicales d'implantation de dispositif vasculaire avec ou sans procédure chirurgicale de création de modèle lésionnel préalable. Chaque animal du projet ne subira qu'une seule chirurgie d'implantation de dispositif vasculaire associée ou non à une chirurgie de création de modèle antérieur soit une seule et parfois deux interventions chirurgicales par animal dont une mini-invasive pour la création de modèle lésionnel. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim ,lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins/bovins, 12 heures pour les chiens) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - En fonction des besoins et préalablement à la procédure d'évaluation du dispositif, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive de type lésion nerveuse, création d'un defect tissulaire, ligature ou occlusion de vaisseaux par exemple - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale, l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés, la protection des plaies, la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux).
Devenir
Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des examens d'imagerie, scanners, IRM par exemple), par l'interrogation des dispositifs, et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs testés dans le projet.
Remplacement
La validation des dispositifs médicaux implantables et des méthodes techniques innovantes dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. Le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes afin de reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients est indispensable. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.
Réduction
Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Pour réduire le nombre d’animaux, des sélections par méthodes d’imagerie non invasives sont mises en place (IRM, Scanner, Echographie, RX …), permettant par exemple une reconstruction 3D des structures d’intérêt. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.
Raffinement
Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en œuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateau technique opératoire et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux : recours systématique à l’anesthésie générale avec prise en charge de la douleur durant les interventions d’imagerie, pendant et après les procédures chirurgicales, utilisation de tapis chauffants et suivi du réveil. La réalisation des examens d’imagerie sur le site même des animaleries permet de réduire au maximum le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, des protocoles de prises en charge de la douleur sont systématiquement appliqués. Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux ou individuellement pour les besoins de l'étude, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet.
Choix des espèces
Les dispositifs testés dans ce projet doivent l’être sur une anatomie semblable à celle de l’Homme avec les mêmes dimensions. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme appropriés à cette fin. - Le système vasculaire du mouton, du porc et du chien reproduisent fidèlement les réactions vasculaires humaines et le processus de cicatrisation des vaisseaux est similaire à celui observé chez l'homme. - La taille relative de ces modèles animaux permet une visualisation à l'aide d'équipements angiographiques et échographiques standards. - Chez l'ovin, la taille des veines iliaques externes est comparable à celle des humains. - Le modèle porcin est pertinent pour l'évaluation de la thrombogénicité des dispositifs. - Les débits et les volumes dans la veine cave inférieure ou les veines jugulaires du canidé peuvent être similaires à ceux des veines fémorales humaines, la structure hémodynamique des veines est similaire à celle des veines fémorales humaines. - Le modèle veau est pertinent pour les endoprothèses aortiques complexes. Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme.
Effet d’une solution nutritionnelle sur la santé intestinale et les performances de croissance du porcelet
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Optimiser la croissance des porcelets après le sevrage et leur engraissement ultérieur, telle est la finalité de ce test de recette alimentaire. 72 porcelets y sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, le porteur tablant sur la perte de 15 % de l'effectif par mortalité d'élevage ou atteinte des points limites. Chacun subit quatre prises de sang à la jugulaire de deux à trois minutes, maintenu sur le dos quand il est jeune, avec jusqu'à trois tentatives de ponction autorisées par veine. Ils restent vivants à l'issue, poursuivent leur engraissement dans l'établissement et pourront être versés à une autre procédure expérimentale.
Objectifs
Le sevrage est une étape critique de la vie du porcelet, qui l’expose à un stress considérable (nutritionnel, environnemental et social). Ce stress peut contribuer à des dysfonctionnements du système immunitaire et intestinal, et provoquer des inflammations et des diarrhées préjudiciables aux performances de croissance et au bien-être du porcelet. L’intestin étant le principal organe affecté par le stress pendant le sevrage, sécuriser la santé digestive du porcelet lors de cette étape est primordial pour optimiser les performances en post-sevrage, et ne pas pénaliser l’animal pour le stade d’engraissement. L’objectif de ce projet est de tester une nouvelle stratégie nutritionnelle en phase post-sevrage pour améliorer la santé digestive du porcelet, et évaluer son influence sur les performances de croissance ultérieures.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont l’élaboration d’une stratégie alimentaire permettant le maintien de la santé digestive des porcelets, et d’optimiser les performances en phases post-sevrage et d’engraissement.
Procédures
Chaque porcelet subira 4 prélèvements sanguins, chacun durant de 2 à 3 minutes.
Impact sur les animaux
Les prélèvements sanguins peuvent induire un stress transitoire lié à la manipulation et la contention des animaux. Les effets indésirables d’une prise de sang sont légers, et comprennent principalement une douleur ou une gêne au point d’insertion de l’aiguille, un hématome, une inflammation locale ou un saignement qui s’arrête rapidement.
Devenir
Les porcelets seront gardés en vie à l’issue de cette procédure expérimentale. Ils continueront leurs cycles de croissance dans l’établissement utilisateur et pourront éventuellement retourner dans une procédure expérimentale.
Remplacement
Les fonctions de la solution nutritionnelle (mélange de plusieurs ingrédients naturels ayant des propriétés antimicrobiennes et anti-inflammatoires) dans l’organisme étant multiples, ses effets sur la santé et les performances des porcelets découlent de diverses régulations métaboliques complexes, qui ne peuvent pas être modélisées ou étudiées in vitro.
Réduction
Sur les 72 porcelets prévus au début de l’étude (36 par groupe), on estime qu’une perte de 15% de l’effectif liée à des exclusions dues à l’atteinte de points limites et à la mortalité habituellement observée dans l'élevage (sans lien avec la procédure) est envisageable. On aura donc en théorie 30 porcelets par groupe à la fin de la période post-sevrage. Le test de puissance statistique a permis de déterminer un nombre minimal de 30 porcelets par traitement. Ainsi, l’excédent de 6 porcelets par groupe permettra de garantir les effectifs minimaux pour une analyse statistique pertinente.
Raffinement
L’état de santé des animaux sera vérifié quotidiennement par les techniciens animaliers de l’établissement utilisateur. Des points limites stricts et définis à l’avance seront appliqués tout au long du projet. Concernant les prises de sang à la jugulaire, le nombre de tentatives de ponction sera limité à 3 par veine jugulaire (gauche et droite) par animal afin de réduire le temps de collecte (et donc de contention). Pour les jeunes animaux prélevés en position dorsale, des aiguilles avec prolongateur seront utilisées afin de procéder à des prélèvements doux et le plus indolore possible. De plus, la manipulation des animaux sera restreinte afin de réduire la souffrance ou le stress appliqué à ces animaux. Du matériel d’enrichissement sera à disposition de tous les porcelets, quel que soit le stade physiologique, pour améliorer leur bien-être : - Allaitement, chaque case dispose d’une étoile en plastique rouge, et d’un disque en bois compressé consommable suspendu à une chaine ; - Post-sevrage, les porcelets ont à disposition deux disques en bois compressé consommables suspendus à des chaines.
Choix des espèces
L'espèce choisie pour la réalisation du projet est uniquement le porc puisqu’il s’agit de l’espèce cible du projet. La finalité du projet est de mettre en place une solution applicable sur le terrain pour les élevages porcins afin d'améliorer la santé des porcelets. Les phénomènes physiologiques (digestifs, métaboliques, endocrinologiques) mis en jeu et étudiés dans le cadre du projet sont spécifiques de l'espèce porcine ce qui implique qu'il n'est pas possible de remplacer cette espèce par une autre. Les animaux utilisés seront des porcelets, de la naissance jusqu’à 70 jours d’âge, car il s'agit du stade physiologique cible du projet. La réponse des porcelets face à des modifications nutritionnelles ou environnementales dépend à la fois de leur statut métabolique, zootechnique et hormonal. Ces trois statuts sont fortement affectés par l'âge et le poids de l'animal.