Cochons

Les porcs sont retirés du protocole en cas de douleurs sévères que les morphiniques ne soulagent pas en douze heures, de perte de poids d'au moins 20 %, d'infections résistantes, de prostration ou d'escarres. 400 souris et 40 miniporcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue parce que les biopsies prévues sont incompatibles avec la survie. Chaque animal subit deux chirurgies, l'une pour poser un implant d'hydrogel dans l'abdomen, l'autre pour le retirer, jusqu'à deux heures chez le porc, et les souris sont saignées chaque semaine de 7,5 % de leur volume sanguin. Le porteur annonce des publications scientifiques à court terme et, à plus long terme, un implant de cellules pancréatiques qui dispenserait les personnes diabétiques de traitement anti-rejet.

Objectifs

Le diabète de type 1 touche 8,4 millions de personnes dans le monde et résulte d'une auto destruction de cellules du pancréas, responsables de la sécrétion d'insuline et donc de la régulation glycémique. La greffe d’îlots pancréatiques issus de donneurs constitue une approche thérapeutique prometteuse, permettant à certains patients de retrouver un contrôle glycémique sans injections d’insuline. Cependant, son application est limitée par le manque de donneurs et la nécessité de traitement anti-rejet lourd. L’objectif de ce projet est de développer un biomatériau innovant permettant la transplantation de cellules pancréatiques fonctionnelles sans recours aux anti-rejets. Pour cela, un hydrogel a été conçu afin d’assurer la diffusion des nutriments et de l’insuline tout en empêchant l’attaque des cellules greffées. Ce biomatériau devra être compatible avec les îlots issus de donneurs. Le projet vise à : 1/ Choisir un hydrogel et un site d’implantation réaliste, 2/ Confirmer la sécurité et la tolérance du dispositif médical chez la souris et le porc, 3/ Valider dans le modèle porcin la faisabilité de la transplantation par une technique opératoire routinière chez l'Homme. Nous prévoyons d’utiliser 400 souris et 40 miniporcs. L’utilisation de porcs est extrêmement intéressante afin d’obtenir une meilleure transposition des résultats chez l’Homme ; notamment sa taille et son espace au niveau de sa cavité abdominale qui en fait un bon candidat pour cette étude.

Bénéfices attendus

A court et moyen terme, ce projet aboutira à plusieurs publications scientifiques internationales. A moyen et long terme, cette étude aboutira à la mise au point d'un implant porteur de cellules pancréatiques facilitant la greffe chez les patients diabétiques de type 1. En effet, l'implantation du dispositif se faisant au niveau abdominal à la place de l'intraveineux, cela réduit à son minimum le risque de formation d'un caillot sanguin au niveau du foie. Aussi, il pourrait permettre de réduire voir s'abstenir de tout traitement anti-rejet et offrant ainsi des soins de meilleures qualités.

Procédures

Tous les animaux de l'étude seront soumis à une procédure chirurgicale pour la mise en place du dispositif médical et une procédure chirurgicale finale afin d'extraire et d'étudier l'implant et son impact sur l'individu. Pour le porc, la chirugie se tiendra sur une durée estimée de 2 heures maximum. Pour la souris, l'implantation durera environ 15 à 30 minutes. Les souris seront prélevées chaque semaine d'un volume sanguin correspondant à un maximal de 7,5% du volume total. Ce prélèvement sera réalisé à la queue (ponction). La durée du prélèvement sera de quelques minutes chaque semaine du suivi.

Impact sur les animaux

Chez le porc, les effets indésirables aprés chirurgie peuvent inclure des douleurs abdominales, des ballonnements et des troubles digestifs, ainsi que des hématomes au niveau de la paroi abdominale. Une sensation de corps étranger ou une gêne locale liée à la prothèse peuvent également être ressenties. Plus rarement, des infections superficielles des plaies voire une infection de la prothèse peuvent survenir. A noter que la chirugie se tiendra sur une durée estimée de 2 heures maximum. Les animaux seront suivis au maximum durant 3 mois. Chez la souris, les implants sont placés par voie chirurgicale. Un risque de d'inconfort, voire de douleur est possible. Néanmoins, celles-ci seront traitées de façon adéquate par des anti-douleurs. De plus, la transplantation de cellules du pancréas pourrait éventuellement induire des baisses de glycémies majeures dans les premiers jours après la transplantation. Un suivi accru du taux de sucre dans le sang dans les premiers jours après chirurgie et un traitement au glucose pourront pallier ce problème. L'implantation durera environ 15 à 30 minutes par animal. Les animaux seront suivis au maximum durant 3 mois.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés en fin de procédure car les prélèvements de biopsies ne sont pas compatible avec la survie de l'animal

Remplacement

Dans le cadre de ce projet, l’utilisation d’animaux est strictement limitée à cette étude où aucun modèle alternatif ne permettrait de répondre aux questions scientifiques posées. En amont, une série de tests in vitro sera réalisée afin de sélectionner et d’optimiser les implants d'hydrogel-candidats, réduisant ainsi le nombre d’expérimentations in vivo nécessaires. Cependant, malgré ces efforts, le remplacement total des modèles animaux demeure actuellement difficile. Les interactions complexes entre l’implant, les cellules encapsulées et l’environnement biologique ne peuvent être entièrement reproduites par des modèles in vitro ou par des approches alternatives comme les organoïdes ou les simulations informatiques. Les études sur des modèles animaux sont donc indispensables pour évaluer la tolérance, la fonctionnalité et l’efficacité de l’implant dans un organisme vivant, en tenant compte des paramètres immunologiques, vasculaires et métaboliques.

Réduction

Le protocole expérimental est conçu pour minimiser le nombre d’animaux utilisés. Les études seront réduites au maximum. De plus, les observations seront effectuées en combinant différentes analyses afin d’exploiter chaque modèle au maximum, réduisant ainsi le besoin de nouveaux groupes expérimentaux. 400 souris et 40 miniporcs sont prévus dans ce projet. Nous avons estimé avec les moyens statistiques adéquats le nombre de souris et de porcs par groupe à 10 afin d'obtenir des résultats qualitativement et quantitativement robustes. Nous utiliserons le juste nombre d'animaux, soit 10 animaux par groupe - 4 groupes expérimentaux par série (patch d'hydrogel testé) afin d'obtenir des résultats satisfaisants. 10 manipulations souris et 4 chez le porcs sont estimées dans ce projet soit un total de 400 souris et 40 porcs (40 souris * 10 séries et 10 porcs sur 4 séries).

Raffinement

Chez le Porc, 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 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 de la douleur sera assurée. Les soins seront réalisés sous avis vétérinaire en cas de complications. Un suivi quotidien, 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),Infections résistantes après 48 h,Prostration, absence de réaction ou escarres.En cas d’infection locale, une réintervention sous anesthésie et avec rinçage antiseptique. un traitement antidouleur pourra être renforcé. Une infection généralisée nécessitera l'usage d'antibiotiques adaptés. Un suivi minutieux de la cicatrisation assurera un rétablissement optimal, garantissant des conditions expérimentales rigoureuses et éthiques. Les souris utilisées dans ce projet seront hébergés dans des cages de 5 animaux maximum . Ils auront accès à volonté a l'eau et nourriture et traités avec soin. La chirurgie sera pratiquée sous anesthésie et traitement de la douleur. De plus, un complément alimentaire sous forme gélifié est prévu juste après la chirurgie pour une meilleure récupération. Le bien être animal sera observé́ au quotidien, et tout constat de mal-être pourra être traité à l'aide d'un arbre décisionnel construit pour ce projet. Il permettra le traitement des douleurs/mal être de façon gradée pour éviter d'atteindre un point-limite.

Choix des espèces

Il n’existe à ce jour pas de modèles permettant de contourner l’utilisation d’animaux pour ce projet. Les essais chez l'animal sont conduits sur les espèces décrites dans la littérature. Dans les phases initiales du projet, le rongeur est privilégié en première intention, car c’est une espèce qui permet de répondre à l’ensemble des questions du projet (site optimal d’implantation, fonctionnalité), tout en étant facilement accessible et relativement économique. Pour la compréhension de certains résultats, des animaux avec un systeme immunitaire affaiblit sont utilisés, afin de s’affranchir de l’effet de la réponse immunitaire sur la fonctionnalité des cellules transplantées et de n’évaluer que l’impact de l’hydrogel. La preuve de concept de l’implantabilité, du retrait et de la tolérance est réalisée chez le cochon adulte. En effet, la translation à l’homme des résultats obtenus dans les modèles rongeurs est limitée du fait de leur anatomie et physiologie particulières. Le modèle cochon adulte est plus adapté car il possède de nombreuses similarités avec l’Homme, incluant la taille, et les caractéristiques anatomiques (permettant d’évaluer la chirurgie d’implantation envisagée chez l’Homme), physiologiques et pathophysiologiques. Pour les souris, nous utiliserons des souris Adulte - minimum 7 semaines - Cela permettra une chirurgie plus aisée. Pour les porcs, nous utiliserons des animaux adultes pour d'une part se rapprocher de la réalité clinique, et d'autres part faciliter le geste chirurgical.

Au-delà d'un score de douleur de 3 sur 5, le traitement antalgique est réintroduit : c'est le seuil retenu pour 35 mini-porcs adultes soumis à des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Une injection d'iodoacétate monosodique dans l'articulation de la mâchoire provoque une arthrose, avec douleur persistante à la mastication, limitation de l'ouverture buccale et perte de poids attendues. Chaque animal passe trois à quatre scanners de deux heures sous anesthésie générale, reçoit un hydrogel en injection percutanée, puis une prothèse articulaire posée par chirurgie ouverte. Les mêmes 35 porcs sont utilisés successivement pour créer le modèle, tester l'hydrogel et essayer la prothèse, ce que le porteur compte comme une réduction. Il décrit ces études comme "indispensables" au dossier de mise sur le marché du dispositif et impossibles à remplacer "légalement, techniquement ou éthiquement".

Objectifs

Les dysfonctions temporomandibulaires (DTM) touchent 5 à 12 % de la population, provoquant douleurs chroniques et limitation de l’ouverture buccale. Les traitements incluent des méthodes non-invasives (limitées aux formes mineures), des interventions mini-invasives (arthroscopie avec injection intra-articulaire d’anti-inflammatoires, de corticostéroïdes ou d’acide hyaluronique), et la chirurgie ouverte (pose de prothèse). Cependant, les traitements mini-invasifs sont souvent limités ou entraînent des effets indésirables. Actuellement, aucune substance injectable ne combine les avantages d’un visco-supplément et d’une action pharmacologique durable. Nous développons un hydrogel à base de chitosan et de naproxène, aux propriétés visco-élastiques et anti-inflammatoires. Des études sur le modèle de rat montrent une réduction des douleurs et des lésions d'ostéoarthrite après injection de cet hydrogel, mais une validation sur un modèle plus adapté est nécessaire avant une application clinique. La chirurgie par prothèse de l’articulation temporomandibulaire (ATM), réservée aux cas graves de destruction articulaire, est associée à une morbidité importante et des résultats fonctionnels limités. Elle implique l’amputation des trois parties de l'articulation, remplacées par une prothèse bi-compartimentale, entraînant une perte des mouvements latéraux. Nous cherchons à développer une prothèse mini-invasive "sur mesure", qui préserve les tissus osseux et le muscle ptérygoïdien latéral, améliorant ainsi les résultats fonctionnels et réduisant la morbidité. Ce projet vise à créer un modèle d’ostéoarthrite (OA) chez le mini-porc (souche « Goëttingen ») pour tester l’efficacité de nouveaux dispositifs médicaux pour les DTM. L'induction d'une OA de l'ATM par injection d'iodoacétate monosodique (MIA) a été validée chez le rat, mais ce modèle présente des limites empêchant son extrapolation à l’homme. En revanche, le modèle porcin est plus pertinent en raison de la similarité anatomique et fonctionnelle de l’ATM avec celle des humains. Après avoir validé l’induction d'une OA de l'ATM chez le mini-porc via injection de MIA, nous testerons la sécurité et l'efficacité de l'hydrogel à base de chitosan/naproxène, ainsi que la biocompatibilité d’une prothèse mini-invasive "sur mesure". Le projet sera realisé dans 2 établissements utilisateurs.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus sont les suivants : 1. Bénéfices scientifiques : • Création et validation d’un modèle d’ostéoarthrite (OA) chez le porc : Ce modèle d’OA de l’articulation temporomandibulaire (ATM) chez un grand mammifère est essentiel pour le développement de nouveaux dispositifs médicaux avant leur application clinique. La validation de ce modèle va au-delà de l'évaluation de l'hydrogel ou de la prothèse dans ce projet. Elle propose un modèle simple et reproductible d’OA de l’ATM, utilisable pour toute recherche ultérieure, notamment pour tester d'autres dispositifs médicaux dans la prise en charge des dysfonctionnements temporomandibulaires (DTM). • Acquisition de connaissances scientifiques sur l’hydrogel et la prothèse : Cette étude permettra de mieux comprendre l’efficacité de l’hydrogel chitosan/naproxène ainsi que celle de la prothèse "mini-invasive" et "sur mesure" pour l’ATM, développée dans le cadre de ce projet. En fonction des résultats obtenus in vivo, la conception de la prothèse et la formulation de l’hydrogel pourront être ajustées et optimisées. 2. Bénéfices cliniques : • Validation de l’hydrogel et de la prothèse : En validant l’efficacité de l’hydrogel chitosan/naproxène et la biocompatibilité de la prothèse "mini-invasive" et "sur mesure" pour l’ATM, ces dispositifs médicaux ont des implications cliniques potentielles importantes. Ils pourraient représenter des avancées significatives dans la prise en charge des DTM, en réduisant la douleur et en restaurant la fonction de l’appareil manducateur. • Perspectives de recherche clinique : Des résultats concluants obtenus sur grand mammifère concernant l'hydrogel pourraient ouvrir la voie à des essais cliniques à moyen terme, permettant ainsi de tester ces avancées directement sur l'homme.

Procédures

Pour la réalisation du projet, les animaux subiront quatre types d'interventions distinctes : Les Scanners sont réalisés dans l'EU 2/2 , toutes les autres interventions sont réalisés dans l'EU 1/2 .1. Scanners (3 scanners par animal sur 6 mois) : o Cette intervention est peu invasive et consiste en la réalisation de quatre scanners au total. o Le premier scanner sert de référence et sera utilisé comme comparateur (uniquement pour les animaux faisant parti du groupe induction du modèle). o Le deuxième scanner a pour but de confirmer la bonne induction de l'ostéoarthrite et sert de comparateur pour l’évaluation de l’hydrogel. o Le troisième scanner sera utilisé pour évaluer l’efficacité de l’hydrogel dans la deuxième procédure (uniquement pour les animaux faisant parti du groupe évaluation hydrogel). o Le quatrième scanner est réalisé pour vérifier la bonne ostéointégration de la prothèse. o Chaque scanner nécessite le transport de l’animal sous anesthésie générale jusqu’à l’appareil, suivi de l'acquisition des images. La durée totale de l’intervention est d’environ 2 heures. 2. Injection de MIA : o Cette intervention vise à induire le modèle d’ostéoarthrite (OA) par une injection de iodoacétate monosodique (MIA) sous anesthésie générale. o Il s'agit d'une intervention peu invasive, réalisée par voie percutanée à J0. o La durée totale de l’intervention est d'environ 30 minutes. 3. Injection de l'hydrogel (uniquement pour les animaux faisant parti du groupe évaluation hydrogel) : o Sous anesthésie générale, cette intervention permet d'évaluer la performance de l'hydrogel médical par une injection percutanée à J60. o Cette intervention, également peu invasive, est réalisée en une seule fois. o L’ensemble de l’intervention dure environ 30 minutes. 4. Pose de la prothèse : o Cette intervention, réalisée sous anesthésie générale, est plus invasive. Elle consiste en la pose d’une prothèse articulaire. o En raison de son caractère invasif, les animaux bénéficieront d’un traitement analgésique ainsi que d'une antibiothérapie. o Cette intervention est réalisée à J120 et dure environ 2 heures.

Impact sur les animaux

Le projet présente plusieurs nuisances et effets indésirables potentiels, principalement liés à l’induction du modèle d’ostéoarthrite et à la chirurgie prothétique. Les principaux effets indésirables sont les suivants : • Douleur persistante au niveau de l'articulation temporomandibulaire (ATM) : La douleur, généralement légère, est due à l'inflammation initiale provoquée par l'injection intra-articulaire de MIA, suivie du développement de l'arthrose débutante. Cette douleur pourrait persister au fil du temps, en lien avec la progression du modèle d’ostéoarthrite. • Limitation des amplitudes mandibulaires : Une diminution de l'amplitude de l'ouverture buccale est attendue, en raison de l’inflammation et de la progression de l’ostéoarthrite, ce qui affecte la mobilité mandibulaire des animaux. • Perte de poids : Plusieurs facteurs peuvent contribuer à une perte de poids, notamment le stress expérimental, la limitation des amplitudes mandibulaires et la douleur à la mastication, qui pourrait affecter l'alimentation des animaux. • Complications per-opératoires lors de la pose de la prothèse (ces complications ne sont pas attendues mais possible) : o Perte sanguine : Les saignements per-opératoires sont possibles durant la chirurgie, en raison de la nature invasive de l’intervention. o Complications anesthésiques : Des complications respiratoires ou vasculaires liées à l’anesthésie générale pourraient survenir pendant la pose de la prothèse. • Complications post-opératoires suite à la pose de la prothèse (ces complications ne sont pas attendues mais possible) : o Infection et hyperthermie : Une infection au niveau de la zone opérée pourrait entraîner de la fièvre (hyperthermie) chez les animaux. o Désunion de la cicatrice pré-tragienne : Une mauvaise cicatrisation ou une désunion de la cicatrice au niveau de la zone pré-tragienne peut également constituer une complication post-opératoire.

Devenir

A la fin de la procédure, l’ensemble des animaux sont euthanasiés pour des analyses post-mortem.

Remplacement

Cette étude porte sur le développement préclinique de dispositifs médicaux destinés à l'articulation temporomandibulaire (ATM) dans la prise en charge des dysfonctionnements temporomandibulaires (DTM). Ces études animales sont indispensables pour constituer le dossier de demande d'autorisation de mise sur le marché (AMM) du futur dispositif médical et ne peuvent être remplacées légalement, techniquement ou éthiquement par d'autres méthodes (tests in vitro, essais cliniques, etc.). Le modèle porcin est le plus approprié et couramment utilisé dans le cadre de l'ostéoarthrite en raison de la similitude anatomique avec l'homme, permettant ainsi une transposition fiable des résultats. De plus, les caractéristiques fonctionnelles et mécaniques de l'ATM du porc sont proches de celles de l'humain. Les tests préliminaires effectués sur des petits animaux pour l'hydrogel ont montré qu'ils ne peuvent se substituer aux études sur les grands mammifères, et la pose de prothèse ne peut techniquement pas être réalisée sur de petits animaux à cause de leur taille.

Réduction

Le nombre d’animaux nécessaires a été optimisé. Ainsi, les 35 animaux utilisés pour la création du modèle ou pour tester l’hydrogel seront également réutilisés lors de la pose de la prothèse. Cependant, il est prévu d’interrompre la dernière étape (étape 3) dès que la validation de la prothèse est obtenue chez 6 animaux consécutifs. La validation de la prothèse est considérée acquise lorsqu'elle respecte les réglementations européennes en matière de mise sur le marché des dispositifs médicaux (Règlement (UE) 2017/745 relatif aux dispositifs médicaux). De plus, avant les expérimentations sur les porcs, les hydrogels ont été testés chez des rats, permettant ainsi de sélectionner les meilleurs hydrogel-candidats. Cette approche préliminaire a permis de ne retenir que les formulations les plus prometteuses, réduisant ainsi le nombre de porcs nécessaires aux tests, car seules les versions les plus performantes seront évaluées. Des moyens d’évaluation peu invasifs de l’OA, tels que le scanner ou l’examen clinique, seront utilisés afin de limiter le nombre d’animaux sacrifiés pour les analyses histologiques intermédiaires. Le nombre d’animaux du groupe témoin négatif a également été réduit, car la littérature a validé l’utilisation de sérum physiologique comme contrôle. Pour limiter le nombre d'essais par animal, la prothèse a été créée par Conception Assistée par Ordinateur (CAO), suivie d’un prototypage et réalisation d'essais mécaniques expérimentaux, permettant d'obtenir rapidement un modèle performant et adapté limitant une expérimentation animale « empirique ». Cette simulation numérique, associée à l’expertise d’une équipe chirurgicale expérimentée dans le domaine, nous permet d’optimiser les résultats attendus et de réduire encore le nombre d’animaux nécessaires, en limitant les risques d’échec lors des premières expérimentations. Le nombre d'animaux dans le groupe contrôle a été réduit, car la littérature valide l'utilisation de sérum physiologique comme contrôle. De plus, les études sur petits animaux (rats) menées sous le protocole Apafis 25897 ont permis de sélectionner les matériaux optimaux, réduisant ainsi le nombre d'animaux nécessaires pour les études chez le porc. Après euthanasie, des tissus pourront être prélevés par des utilisateurs du site pour leurs travaux nécessitant du matériel biologique porcin.

Raffinement

Les porcs sont hébergés par groupes de deux, avec un accès libre à l’eau. Leur alimentation est adaptée à leurs besoins physiologiques sous forme de bouillie (farine + eau), distribuée en mangeoire, sans modification alimentaire lors de l’induction du modèle. La capacité d’alimentation est soigneusement surveillée, et la quantité de nourriture non consommée est mesurée. En cas de forte chaleur, des glaçons enrichis sont proposés. Une période d’adaptation de 10 jours permet aux porcs de s’habituer aux manipulations et à la présence du personnel. En cas de problèmes de bien-être (diminution de l’appétit, évolution défavorable d’une plaie, agressivité), les porcs peuvent être hébergés individuellement. Toutes les interventions se font sous anesthésie générale après prémédication, avec des mesures strictes d’asepsie pour prévenir les infections postopératoires. La douleur est évaluée systématiquement et contrôlée par une anesthésie locale (chlorhydrate de ropivacaïne) au site opératoire, associée à la buprénorphine pendant l’intervention et un patch transdermique de fentanyl pour une analgésie continue sur trois jours, renouvelable si nécessaire. Si la douleur dépasse un seuil de 3/5 sur l’échelle PGS, le traitement antalgique est réintroduit. Plusieurs paramètres sont suivis pour garantir le bien-être des animaux : poids quotidien pendant une semaine après l’opération puis hebdomadaire, température, évaluation quotidienne de la plaie pendant une semaine et analyse comportementale (posture, sociabilité, mobilité). Pour limiter le stress et les souffrances liées au transport, des mesures de raffinement strictes sont appliquées : transport individuel dans des véhicules adaptés et sécurisés, prémédication systématique pour réduire le stress, manipulation par un personnel formé pour assurer une contention douce, transport court (11 km, environ 15 minutes), conditions environnementales optimisées dans les véhicules (ventilation, température, faible bruit) et suivi immédiat de l’état de santé des animaux à l’arrivée. Ces mesures visent à assurer un transport sécurisé et respectueux du bien-être animal, conformément aux recommandations de la directive européenne 2010/63/UE, et à limiter au maximum le stress, la douleur et les risques d’infection tout au long du protocole expérimental.

Choix des espèces

Le porc a été choisi comme modèle animal de référence pour cette étude. Parmi les grands mammifères, il est le plus couramment étudié dans le cadre de l’ostéoarthrite temporomandibulaire, en raison de sa proximité anatomique et histologique avec l'homme, permettant ainsi une transposition fiable des résultats vers l'application clinique chez l'humain. De plus, l'articulation temporomandibulaire (ATM) du porc présente des similarités fonctionnelles et mécaniques importantes avec celle de l'être humain, ce qui en fait un modèle pertinent pour les études sur les dispositifs médicaux liés aux dysfonctionnements temporomandibulaires (DTM). Les modèles murins, bien qu’utiles dans d’autres types d’études, sont jugés trop petits pour la pose d'une prothèse de l’ATM. En conséquence, ils ne sont pas adaptés pour obtenir des données transférables à l’homme dans ce contexte. L'utilisation de brebis a été envisagée, mais ce modèle présente plusieurs inconvénients, notamment un manque de données préexistantes et une fragilité apparente lors des expérimentations périmandibulaires, difficultés partagées par l'équipe de la plateforme d'expérimentation animale. Les porcs seront utilisés à l’âge adulte, avec un poids situé entre 40 et 80 kg. Cela garantit que l’articulation est pleinement mature et que la croissance est terminée, évitant ainsi des biais dans les résultats liés à des modifications anatomiques dues à la croissance. Les porcs seront testés à l’âge adulte de leur développement avec un poids situé entre 40 et 80 kg afin d’avoir une articulation mature et une absence de croissance pouvant biaiser les résultats.

Réutilisés d'une étude à la suivante pendant quatre à cinq ans, 370 des 495 animaux impliqués repartent vers d'autres procédures, 30 chiens sont proposés à l'adoption et 95 animaux sont tués pour prélèvements terminaux. 225 cochons, 135 chiens et 135 macaques à longue queue vont ainsi être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun peut recevoir jusqu'à 40 administrations en dix semaines par minipompe, subir dix prélèvements sanguins en vingt-quatre heures, des biopsies de peau ou d'organes sous anesthésie de deux heures, et passer jusqu'à quarante-huit heures seul en cage à métabolisme. Les effets des produits testés sont déclarés non prévisibles au lancement du projet. Le porteur écrit qu'avant toute administration à l'homme l'animal constitue un "passage obligatoire", et présente ces données comme une "étape indispensable" à la mise sur le marché de nouvelles molécules.

Objectifs

L’objectif du projet est d’évaluer la tolérance locale et/ou systémique de futurs candidats médicaments après leur administration chez les non-rongeur. Dans le cadre de développement de nouveaux candidats médicaments, une modification de la formulation, de la voie d'administration ou un ajustement de la dose thérapeutique peut amener à étudier, dans ces nouvelles conditions, les effets sur l'état général de l'animal et/ou les effets en local, par exemple les effets sur la peau et l’étude de résidus du composé. Après administration du composé, une observation régulière des animaux sera réalisée grâce à une grille de surveillance adaptée à chaque étude et à chaque modèle animal. Également, une évaluation du comportement général pourra être effectuée. Des prélèvements répétés de sang ou des biopsies pourront être effectués au cours et/ou à la fin des études.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus du projet sont la découverte de nouveaux médicaments ou des nouvelles formulations de médicaments déjà mis sur le marché, présentant un minimum d'effets secondaires dans la pathologie humaine qui est ciblée par la/les substance(s) active(s) testée(s) dans ce projet. Ce projet permettra de générer des données scientifiques robustes chez l'animal pour pouvoir passer ultérieurement aux premières administrations chez l'homme, étape indispensable dans le processus de développement et de mise sur le marché de nouvelles molécules. Suivant la cible thérapeutique, les composés testés pourraient avoir aussi une application en médecine vétérinaire.

Procédures

Afin d'administrer les candidats médicaments aux animaux, différentes voies d'administration pourront être utilisées (2 minutes ou moins, sauf pour les administrations par minipompe qui peuvent se faire sur plusieurs jours et avec un maximum de 40 administrations sur 10 semaines). Des prélèvements sanguins (durée 2min, maximum 10 prélèvements sur 24h) pourront être réalisés. Également, des biopsies de peau (2 minutes ou moins) ou d'organes (2h sous anesthésie) pourront être réalisés. Pour les recueils urinaires, les animaux seront placés en cage à métabolisme sur une durée de 24h en général qui peut être augmenté jusqu’au 48h au maximum. Les animaux pourront éventuellement être mis à jeun la veille de l’administration pour une durée qui est fonction du produit testé (24h maximum).

Impact sur les animaux

Les effets potentiellement indésirables du/des produits testés ne sont pas prévisibles à l’initiation du projet. Une analyse sera engagée avant toute étude afin d'anticiper les effets indésirables potentiels qui pourraient émerger en fonction de la nature du produit à tester. Les effets potentiellement indésirables feront l’objet d’échanges avec les membres de la Structure de Bien-Etre Animal (SBEA) pour adapter les outils d’observations des animaux afin de mettre en place les traitements de potentiels signes cliniques (diarrhée, vomissement). Les animaux de ce projet pourront subir une contrainte lié à la privation de nourriture avant administration du produit ou une douleur équivalente à la piqûre d’une aiguille lors de l'administration et de l'anesthésie, une contrainte lié à l'hébergement individuel en cage à métabolisme pour la collecte d’urine, avec ou non une douleur équivalente à la piqûre d’une aiguille lors des prélèvements sanguins, une contrainte lié à l'anesthésie/sédation lors des poses d’intraflons, de cathéter veineux ou de minipompe.

Devenir

Lorsque les chiens ne peuvent pas être reutilisés (4 à 5 ans après leur arrivée), ils pourront être mis à l'adoption si leur état de santé le permet. Certains animaux seront euthanasiés pour prélèvement terminaux.

Remplacement

Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, ce projet est réalisé chez les non-rongeur, car il n’existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer la tolérabilité ainsi que la pharmacocinétique d’une nouvelle molécule. Ou si elles existent, elles ne sont pas suffisantes pour répondre aux objectifs scientifiques du projet. Or, avant toute administration à l’homme, l’animal constitue un passage obligatoire pour l’évaluation de l’efficacité, la toxicité et la pharmacocinétique d’un candidat médicament. A ce jour, le chien, porc et le primate non humain sont des espèces non rongeur adaptées à ce type de modèle d’étude.

Réduction

Un nombre minimal et suffisant d’animaux par groupe est utilisé afin d’analyser de façon rigoureuse et efficace les résultats des expériences et d’effectuer des analyses statistiques. Nombre d’animaux minimal et suffisant par groupe pour réaliser une analyse statistique : 3 à 6 animaux par groupe. Cependant, une réutilisation des animaux, après avis du vétérinaire, est envisagée et permettra de réduire le nombre réel d’animaux utilisés.

Raffinement

Dans ce projet, le raffinement sera obtenu par : • la mise au point de procédures rigoureuses, • la formation du personnel, • un suivi quotidien de l’état de santé des animaux, • le recours à des procédures les moins invasives possibles, • Le suivi d’éventuel signes cliniques, • La détermination des points limites, • Le recours aux procédures d’euthanasie dès que nécessaire, • Le recours aux procédures d’anesthésie/analgésie adaptées dès que nécessaire • La réduction du volume sanguin prélevé grâce à l’amélioration de la sensibilité des méthodes d’analyse, • La familiarisation des animaux aux procédures expérimentales, • La mise en groupe des animaux, • La mise en place de jouets dans les cages de prélèvements (Chien, PNH), • Des séances d'exercice et de jeu pour les animaux.

Choix des espèces

Les espèces (chien, porc, primate non humain) qui seront utilisés dans ce projet, sontles espèces animales les plus pertinentes et les plus couramment utilisées pour la réalisation d’études de tolérabilité et de pharmacocinétique permettant d’étudier le devenir (absorption, distribution, métabolisation, élimination), d’un produit testé, dans le sang et/ou les urines (lorsque ces espèces sont utilisées au cours du développement préclinique de ce produit). Ces espèces présentent des similarités physiologiques et cliniques avec l'homme et peuvent développer des pathologies analogues aux pathologies humaines. Animaux sevrés en croissance et animaux adultes. Ce projet n’a pas pour objectif d’étudier les effets du produit sur l’animal à d’autres stades de développement.

Tester des valves mitrales et des médicaments avant leur mise sur le marché suppose ici de provoquer d'abord un infarctus. 100 cochons et 100 moutons vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une à trois chirurgies de trois à quatre heures pour installer l'insuffisance cardiaque, puis une quatrième d'environ quatre heures pour l'implantation du dispositif, avec un risque d'arythmie, de fibrillation et d'arrêt cardiaque sur la table d'opération. Le porteur écrit que le client commanditaire s'engage à ne pas refaire un essai déjà mené, et prévoit que les animaux ne remplissant pas le critère d'inclusion après l'infarctus soient utilisés pour de la formation ou réutilisés dans un autre projet, les autres étant tués pour analyser les tissus au contact du dispositif.

Objectifs

Ce projet vise à évaluer la tolérance (ou sécurité) ainsi que la performance (ou efficacité) des produits de santé cardiovasculaire (exemple : médicaments, dispositifs médicaux implantables de remplacement ou réparation de valve mitrale) dans un modèle d’insuffisance cardiaque gauche. Ces produits destinés à être mis en contact avec le corps humain doivent être préalablement testés pour garantir la sécurité des patients et l’efficacité lors de l'utilisation clinique. La réglementation exige de prouver l'efficacité des produits de santé et de réduire au minimum le risque de réactions indésirables avant de proposer un produit sur le marché. La création d’un modèle animal d’insuffisance cardiaque gauche permet de reproduire des conditions très similaires à la future utilisation clinique de ces produits et permettre de tester leur efficacité dans cet environnement. Ce projet pourra se conduire dans plusieurs EU partenaires, afin d'obtenir des résultats d'imagerie spécifique non disponible dans notre EU.

Bénéfices attendus

Ce projet permet d'obtenir des données de performance et de tolérance de produits de santé cardiovasculaire dans un modèle d’insuffisance cardiaque induit. En mimant au plus près la situation pathologique des patients (cardiopathie comme par exemple l’insuffisance cardiaque gauche), ces études permettront de mieux appréhender la réaction de l’organisme au produit à tester, et ainsi améliorer la sécurité et/ou les performances du produit, avant sa mise sur le marché.

Procédures

Les animaux seront soumis à 1 à 3 interventions chirurgicales pour la création du modèle d’insuffisance cardiaque (induction d’un infarctus du myocarde), puis à une intervention chirurgicale pour l’implantation du produit à tester (exemple : remplacement/réparation de la valve mitrale), ou bien une injection du produit à tester (exemple : médicament). Les interventions chirurgicales sont d’une durée d’environ 3 à 4h (pour la création du modèle d'insuffisance cardiaque), et d’environ 4h pour l'implantation du produit à tester. Si le produit à tester est un médicament à injecter, cette durée sera raccourcie au temps d'injection du produit. Les interventions chirurgicales ont toujours lieu sous anesthésie générale (chimique et gazeuse), analgésie et antibiothérapie. Des prélèvements sanguins peuvent être réalisés en cours d'étude. Ceux-ci pourront se faire sous anesthésie ou non, selon le contexte de réalisation de cet acte (en cours de chirurgie, pendant le temps de l’étude ou juste avant l’euthanasie des animaux en fin d’étude). D'autres type d'interventions non douloureuses (exemple imagerie : échocardiographie, angiographie, scanner, IRM) peuvent être réalisées sous anesthésie légère (à minima une session de contrôle est réalisée par procédure, qui peut être répétée en fonction de la durée de l'étude). Le scanner ou l'IRM sont externalisés dans des EU partenaires (EU1 et EU2), la durée de l'intervention est d'environ 1h dans l'EU1, et 1h30 dans l'EU2.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables pouvant survenir chez les animaux sont un risque d’arythmies, d’extrasystoles ventriculaires, tachycardie ventriculaire, fibrillation ventriculaire, pouvant aller jusqu’à l’arrêt cardio-respiratoire et au décès sur la table de chirurgie, en cas d’échec de la réanimation. Les autres nuisances sont une douleur et stress liés à la chirurgie, perte de poids ou d’appétit liée aux effets de l’anesthésie et/ou de la chirurgie pendant quelques jours, les hématomes, œdèmes ou infections au niveau des sites d’accès pour les cathéters ou du site opératoire (si chirurgie d’implantation), une hémorragie et une ischémie.

Devenir

A l'issue de la procédure de création d'un modèle d'infarctus du myocarde, les animaux sont maintenus en vie. S'ils valident le critère d'inclusion, ils entrent alors dans la procédure d'injection ou implantation d'un produit de santé cardiovasculaire . S'ils ne le valident pas, ils seront utilisés à des fins de formation ou ré-utilisés dans le cadre d'un autre projet, après accord du vétérinaire. A l'issue de la procédure d'injection ou implantation d'un produit de santé cardiovasculaire, des observations post-mortem sont nécessaires pour répondre aux objectifs du projet. En effet, la sécurité des produits est évaluée en observant la réaction des tissus au contact du dispositif à tester, et ceci se fait par prélèvements des tissus et organes au contact du produit, afin de réaliser des analyses microscopiques (histologie notamment, qui est la meilleure méthode d'évaluation des effets locaux induit par un produit étranger à l'organisme, comme l'inflammation par exemple). De même la performance peut, elle aussi, être évaluée par des tests spécifiques sur les organes et le dispositif prélevé (exemple : tests mécaniques pour évaluer l’élasticité). En raison des objectifs des procédures de ce projet, il n'est pas possible de maintenir en vie les animaux utilisés.

Remplacement

A ce jour, il n'existe pas de méthode alternative permettant de mimer une condition pathologique telle que l’insuffisance cardiaque gauche, afin d’évaluer la performance et la tolérance de produits de santé cardiovasculaire, en raison des interactions complexes s’établissant entre le tissu cible (cœur) et le produit injecté ou implanté.

Réduction

Le client demandant la réalisation de ces tests s'engage à ne pas faire renouveler à l'identique un essai déjà mené précédemment. Par ailleurs pour réduire le nombre d'animaux inclus en étude, il est possible d'utiliser un même groupe "contrôle" (produit dont l'effet est déjà connu), pour plusieurs groupes "test" recevant des produits à tester différents. Les études de screening permettent également de sélectionner un produit test qui présente le plus d'intérêt à être développé, réduisant de ce fait le nombre de tests sur des produits ayant un intérêt moindre. Les études dites "pilotes" sur quelques animaux seulement, peuvent aussi servir à orienter les choix de poursuite de développement d'un produit ou le choix du modèle expérimental le plus approprié (matériel ou abord chirurgical le plus adéquat…), avant d'entamer les études réglementaires à plus grande échelle et devant répondre aux normes en vigueur pour l'élaboration du dossier pour la mise sur le marché (nombre d'animaux minimum, durée de mise en contact minimum, etc).

Raffinement

Des mesures sont mises en place pour limiter : Le stress des animaux : une période d’acclimatation pendant laquelle ils ne subissent aucune manipulation non indispensable est réalisée à leur arrivée dans l’établissement utilisateur. Ensuite, et avant la chirurgie, une période d’habituation aux actes spécifiques est réalisée si nécessaire pour réduire l’aspect anxiogène de ces manipulations. Des enrichissements sont présents dans l’environnement des animaux (en fonction de l'espèce : jouets), et ces mesures sont renforcées en phase post-opératoire (ajout d’enrichissements alimentaires). Les transports des animaux vers les EU partenaires (séance d'imagerie) seront organisés dans le respect du bien-être animal et de la réglementation en vigueur (durée transport jusqu'à 1h30). Mesure de raffinement pendant le transport : ajout de litière, animaux en groupe. Un contrôle clinique de chaque animal est réalisé par du personnel qualifié (vétérinaire, technicien ou zootechnicien) au départ et à l'arrivée. Lors des séances d'imagerie externalisées, afin de limiter le stress des animaux, une période de repos de minimum 1h sera respectée entre la réception des animaux et l'anesthésie et entre le réveil des animaux et le transport retour vers notre EU. La douleur des animaux : la chirurgie est réalisée sous anesthésie et analgésie (à base de morphiniques). En phase post-opératoire, les suivis quotidiens sont renforcés et des soins post-opératoires spécifiques peuvent être mis en place (désinfection des sites chirurgicaux à une fréquence adaptée). Les signes cliniques servant de points limites ont été définis, pour la prise de décision des mesures à mettre en place pour limiter les souffrances. Les prises de sang peuvent être réalisées sous anesthésie générale (injectable et/ou volatile, lors d'une phase de chirurgie par exemple) ou sous sédation légère avec au besoin une analgésie, afin de maitriser le stress et la douleur potentielle. Les conséquences de l’anesthésie/chirurgie : du gel oculaire est appliqué au niveau de la cornée lors des anesthésies des animaux pour prévenir l'assèchement oculaire. Une attention particulière est portée à la lutte contre l'hypothermie : température de la salle, isolation du sol, couvertures, lampes chauffantes si besoin. En cas de doute, une mesure de la température rectale est réalisée.

Choix des espèces

Les ovins et les porcins sont généralement de bons modèles en raison des similarités cardiovasculaires et hématologiques avec l'Homme. Le stade de développement est exprimé en âge ou en poids. Dans la plupart des cas, l’utilisation d’animaux adultes est recommandée. Le stade de développement est pertinemment sélectionné en fonction de l'utilisation clinique du produit ou de sa taille par exemple. En l’absence d’exigence particulière, l’utilisation d’animaux au stade adulte est privilégiée. Cas particulier des porcs domestiques : étant donné les conditions d’hébergement, le comportement social et la manipulation des animaux, l’utilisation de porcs domestiques en croissance (âgés d’au moins 8 semaines) est la plus appropriée dans ce projet.

Tous tués en fin de protocole pour analyse des tissus, 30 cochons miniatures vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une première chirurgie d'une heure leur coupe la continuité digestive et leur pose un anus artificiel, une seconde intervention rétablit le passage par voie endoscopique deux semaines plus tard, et une à trois anesthésies supplémentaires suivent pour retirer la prothèse et examiner le rectum. Chaque intervention est précédée d'une mise à jeun, le porteur reconnaissant que la faim et l'angoisse précèdent les deux opérations. La première phase chirurgicale sert aussi à former des internes en chirurgie, ce que le porteur inscrit à sa rubrique réduction puisqu'aucun animal supplémentaire n'y est consacré.

Objectifs

Environ 4000 patients sont opérés annuellement en France d’une intervention de Hartmann, dont 80% par chirurgie ouverte (laparotomie), souvent dans le cadre de l’urgence, pour diverses pathologies entraînant une lésion du côlon . Cette intervention consiste à reséquer la partie du côlon gauche lésée. Le rectum est ensuite refermé (et reste en place dans l’abdomen), et le côlon en partie haute est extériorisée en extracorporel via une stomie permettant l’évacuation des selles. Cette intervention est généralement réalisée dans le cas où les risques de complications sont trop importants pour réaliser dès la première chirurgie la connexion entre le côlon et le rectum (anastomose). La stomie ainsi réalisée est théoriquement temporaire et le rétablissement de la continuité digestive se fait dans un second temps qui va néanmoins nécessiter une nouvelle opération en chirurgie ouverte le plus souvent. Cependant, compte tenu de la fragilité des patients, et des risques propres à une deuxième chirurgie pour le rétablissement de continuité, moins d’un patient sur deux sera à terme candidat à cette nouvelle chirurgie, avec des risques supplémentaires. L'objectif de notre étude est de développer une méthode non invasive de rétablissement de la continuité colorectale à l'aide d'une procédure endoscopique innovante.

Bénéfices attendus

Il s’agit d’une étude pilote in vivo sur modèle expérimental animal portant sur la faisabilité́ d’une nouvelle technique mini-invasive. Les perspectives sont l’établissement d’un protocole standardisé de la réalisation endoscopique d'anastomose colorectale, et l’évaluation du devenir des anastomoses colorectales confectionnées endoscopiquement après retrait de la prothèse d’apposition luminale. Les impacts attendus et les perspectives sont multiples : il s’agit en priorité de pouvoir proposer, après réalisation d’une expérimentation prospective chez l’homme en cas de succès, à des patients contre-indiqués au rétablissement de continuité chirurgicale, une prise en charge moins invasive, et de limiter le risque de réintervention pour sténose ou fistule anastomotique. Une évaluation du devenir des anastomoses après retrait des prothèses d’apposition luminale paraît indispensable, l’objectif à terme étant de proposer un rétablissement mini-invasif à des patients opérés d’une intervention de Hartmann, y compris en dehors de toute situation carcinologique ou palliative. La participation d’internes dans la première phase, permettra également d’améliorer leur formation et leur préparation aux situations réelles.

Procédures

Les animaux auront tous 2 anesthésies générales avec mise à jeun des aliments solides dans les heures qui précédent : une première procédure chirurgicale destinée à interrompre la continuité digestive et à créer la stomie ("anus artificiel") (durée environ 1 heure). La seconde intervention, deux semaines après la première, est le traitement par voie endoscopique, d’une durée de 40 minutes environ. Les animaux auront ensuite de une à 3 interventions supplémentaires non invasives, sous courte anesthésie générale, d’une durée inférieure à 30 minutes, pour l’ablation de la prothèse et la rectoscopie (examen endoscopique du rectum). La mise à mort sera réalisée en fin de projet, sous anesthésie générale préalable.

Impact sur les animaux

Du stress et de l’angoisse peuvent être présents en amont des deux interventions chirurgicales (J0 et J14), faites sous anesthésie générale : ces deux interventions sont considérées comme des procédures à degré de sévérité modérée car de la douleur peut être ressentie par les animaux à l’issue des procédures. Les procédures de contrôle endoscopique sont considérées comme des procédures à degré de sévérité légère. Une mise à jeun des solides au matin de la procédure est nécessaire pour les deux interventions de J0 et J14. De la faim peut donc être ressentie avant les interventions chirurgicales (J0 et J14) mais la boisson est autorisée ad libidum. La reprise de l’alimentation est autorisée le jour-même en l’absence d’élément évocateur de complication. Aucune mise à jeun n’est nécessaire pour les contrôles endoscopiques sous sédation simple.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure à des fins d'analyses des tissus traités pour rétablir la continuité digestive.

Remplacement

Il s’agit d’une nouvelle procédure au stade de recherche pré-clinique, n’ayant pas été réalisée chez l’Homme et ne pouvant être envisagée en l’absence d’étude de faisabilité sur modèle animal. Les simulateurs virtuels et mécaniques (Phantômes) ont démontré leur efficacité pour réduire l’utilisation du modèle animal dans l’apprentissage de l’écho-endoscopie diagnostique et de la ponction sous écho-endoscopie. Les modèles ex-vivo ont démontré leur utilité pour l’apprentissage du drainage des collections pancréatiques en suturant sur les faces postérieure et antérieure de l’estomac des morceaux d’intestin de porc remplies de gel d’échographie. Des modèles de simulation (virtuel, mécanique ou sur organe isolé) existent pour apprendre la technique de pose des prothèses utilisées dans ce projet. Néanmois, à l’heure actuelle, aucun modèle existant permet de remplacer le modèle animal vivant anesthésié. Effectivement, aucun modèle ex-vivo ne permet de reproduire le péristaltisme digestif, ni les conditions post opératoires après intervention de Hartmann. S’agissant d’une étude de faisabilité d’anastomoses, du tissu vivant est indispensable pour permettre une cicatrisation et évaluer la survenue de sténoses anastomotiques. L’objectif étant l’étude de la faisabilité de cette procédure, cela nécessite un suivi dans le temps, et ainsi l’utilisation d’un modèle animal est indispensable.

Réduction

Le nombre d’animaux maximum étudié a été fixé à 30 pour notre étude, s’agissant du nombre d’animaux nécessaire pour explorer les différents délais avant retrait des prothèses d’apposition luminale, tout en évitant les biais liés à la variabilité individuelle. Cet effectif est suffisant pour apporter des conclusions et permettre de détecter d’éventuelles complications associées à la réalisation des procédures et au suivi à long terme des effets de la procédure. Ces 30 animaux sont répartis en plusieurs lots de 4 à 5 animaux stables, permettant un étalement des procédures et une adaptation progressive en cas de difficultés techniques ou de complications. Il n’existe à ce jour pas d’étude dans la littérature s’intéressant à notre sujet de recherche, ce qui ne permet pas de réaliser un calcul d’effectif ou de nombre de sujets nécessaires. La participation d’internes de chirurgie en fin de cursus sous la surveillance d’un chirurgien sénior, pendant la première phase chirurgicale, permettra la formation chirurgicale aux techniques précédemment évoquées sur un modèle vivant utilisé en formation, et ce, sans utilisation d’animaux supplémentaires. Le projet d’étude présenté prévoit également l’utilisation de dispositifs innovants visant à améliorer l’efficacité de l’intervention par le rapprochement du colon et du rectum. Apporter la preuve de l’efficacité de ces dispositifs lors de cette étude dispenserait également de la réalisation d’une nouvelle étude animale.

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans le respect du bien-être animal. Les animaux seront gardés pendant une période d’acclimatation de 5 jours minimum entre leur entrée dans l’animalerie et leur première entrée en procédure. Ils seront suivis quotidiennement et leur état de santé sera évalué tout au long du protocole expérimental. Leur environnement sera enrichi (ballon, jouets divers) pour leur permettre d’exprimer un spectre plus large de comportements normaux. Dans la mesure du possible, les animaux seront hébergés par groupes stables afin de favoriser les interactions. Les protocoles chirurgicaux se feront sous anesthésie générale et analgésie. L’analgésie pourra accompagner l’animal en post-opératoire pour éviter toute souffrance inutile.

Choix des espèces

L’anatomie du tube digestif du porc est connue pour être particulièrement proche de celle de l’anatomie humaine et constitue le modèle de référence pour la formation et la recherche en endoscopie digestive depuis de nombreuses années. La taille de l’animal permet d’utiliser les mêmes dispositifs (endoscopes, prothèses) que ceux disponibles en pratique clinique humaine. Nous projetons d’utiliser des mini-pigs pour limiter l’impact de la croissance post-opératoire, et faciliter le suivi au long cours ainsi que les diverses manipulations (retrait de la prothèse, scanner, contrôle endoscopique) Les animaux doivent être sevrés et peser plus de 15 kg permettant l’utilisation du même matériel que chez l’humain adulte (qui est utilisé chez l’enfant de plus de 15 kg).

Anesthésiés pour une mesure de filtration rénale de deux heures quinze, puis soumis à l'insertion d'un ballonnet dans l'artère rénale gonflé trente minutes pour interrompre la circulation sanguine, 11 porcs de 60 kg subissent ensuite trois biopsies rénales chacun, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur décrit une douleur légère à l'insertion du ballonnet, une douleur modérée aux biopsies, une perte de poids et une déshydratation. L'objet immédiat se limite à mesurer combien de temps dure la multiplication des cellules rénales après une interruption de circulation, première étape d'un travail sur le délai optimal de prélèvement des greffons. Les 11 porcs sont tués à la fin pour que leurs reins soient prélevés et leur structure examinée.

Objectifs

La transplantation est le meilleur traitement de l'insuffisance rénale terminale. Le nombre de patients sur la liste d'attente d'une greffe de rein augmente constamment et le nombre de greffons reste largement insuffisant. Entre 2017 et 2021, seulement 41% des personnes sur la liste d'attente ont été greffées. Il est donc indispensable d'augmenter la qualité des greffons disponibles afin de diminuer le risque de reprise retardée de fonction, qui survient rapidement après transplantation. Malgré les améliorations apportées dans la prise en charge, cette reprise retardée de fonction survient dans 30% des reins greffés. Entre le prélèvement chez le donneur et la greffe chez le receveur, le rein subit une ischémie, c'est-à-dire un arrêt de la circulation sanguine, qui provoque des lésions rénales. Un tiers des donneurs en état de mort cérébrale subit un arrêt cardiaque récupéré, qui entraîne une ischémie. Un rein provenant d'un donneur ayant fait un arrêt cardiaque subit donc deux ischémies au lieu d'une. Ces reins devraient donc avoir un risque plus important de reprise retardée de fonction mais aucune étude n'a jamais confirmé cette hypothèse. Des facteurs intervenant entre l'arrêt cardiaque et le prélèvement du greffon modifieraient donc les conséquences de l'ischémie sur sa reprise de fonction. En accord avec cette hypothèse, nous avons montré qu'un intervalle entre arrêt cardiaque et prélèvement inférieur à 3 jours est associé à un risque plus élevé de reprise retardée de fonction. Nous cherchons maintenant à identifier les mécanismes sous-jacents. Notre première piste est celle de la prolifération cellulaire, c'est-à-dire la multiplication des cellules. En effet, l'ischémie provoque la mort d'une partie des cellules du rein, qui vont être remplacées grâce à la prolifération des cellules survivantes. Nous avons montré que les cellules épithéliales rénales en prolifération meurent plus lorsqu'elles subissent une ischémie que des cellules qui ne prolifèrent pas. Un prélèvement (2ème ischémie) pendant la phase de prolifération induite par l'arrêt cardiaque (1ère ischémie) pourrait donc avoir des conséquences négatives sur le greffon. Afin de démontrer cette hypothèse, nous allons utiliser le modèle porcin. Une transplantation rénale sera réalisée pendant ou après la phase de prolifération induite par une ischémie rénale. La première étape de ce projet est de déterminer la durée de la phase de prolifération induite par une ischémie.

Bénéfices attendus

L'insuffisance rénale chronique est un problème majeur de Santé Publique, et son meilleur traitement, la greffe rénale, est limité par la durée réduite de fonctionnement du greffon. Le nombre de patients sur la liste d'attente d'une greffe de rein a augmenté de 6% en 2020. Cependant, le nombre de greffons n'augmente pas de la même façon, demeurant ainsi largement insuffisant. Il est donc indispensable d'augmenter la qualité et la survie des greffons disponibles afin de diminuer le risque de non-reprise de fonction, qui survient rapidement après transplantation. Si notre projet confirme notre hypothèse de travail, il pourra permettre d'améliorer la qualité des greffons en recommandant un intervalle de temps optimal pour le prélèvement après un arrêt cardiaque récupéré. Le délai entre arrêt cardiaque et prélèvement du rein pour greffe est un paramètre modifiable qui n'a jamais été étudié auparavant.

Procédures

Les 11 animaux seront soumis aux interventions suivantes : (1) mesure du débit de filtration glomérulaire sous anesthésie générale. Cette partie de la procédure dure 2h15. (2) Toujours sous anesthésie générale, induction d'une ischémie rénale par insertion d'un ballonnet dans l'artère rénale par voie vasculaire à partir de la région inguinale. Le ballonnet est maintenu gonflé pendant 30 minutes puis dégonflé et retiré. Cet acte dure 50 minutes. (3) Injection par voie intraveineuse de marqueurs de prolifération sous sédation. Cet acte dure 10 minutes. (4) Biopsie rénale sera effectuée sous sédation pour maintenir l'animal immobile et anesthésie locale. Trois biopsies seront effectuées sur chaque animal. Cette procédure dure 30 minutes.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables prévus sont les suivants : (1) douleur légère provoquée par la procédure nécessaire pour insérer et retirer le ballonnet (perforation de la peau et du plan musculaire sous-cutané); (2) douleur modérée provoquée par la biopsie (ponction à travers la peau); (3) altération modérée de l'état général : perte de poids, déshydratation; (4) stress induit par 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

Les 11 animaux seront euthanasiés en fin de procédure afin de pouvoir prélever les reins pour étudier leur structure.

Remplacement

Des études préliminaires réalisées sur des biopsies humaines et des études in vitro ont permis de confirmer nos hypothèses de travail. Seul l’animal entier et vivant, et possédant une masse corporelle et un système rénal proche de l’homme, permettra de déterminer si un prélèvement du rein au moins 3 jours après l'arrêt cardiaque permet de réduire le risque de reprise retardé de fonction du greffon.

Réduction

Nous avons choisi de réaliser des biopsies successives sur le même animal afin de limiter le nombre d'animaux. L'autre alternative aurait en effet été d'euthanasier 9 porcs à chaque temps choisi après ischémie. Le nombre de porcs nécessaires à notre étude a été calculé de sorte à réduire au maximum l'utilisation des animaux tout en ayant un effet statistique significatif. Il tient compte des variations inter-individuelles de la pathologie rénale, et de la nécessité d’utiliser des tests non paramétriques (la quantification de la division cellulaire ne suivant pas une distribution normale).

Raffinement

Le bien-être des animaux est assuré grâce à un environnement adapté de façon à réduire l’angoisse des animaux : - Hébergement en groupe pour contact régulier entre congénères - Enrichissement de l’environnement des animaux avec des copeaux (activité de fouissement) - Activités avec plusieurs dispositifs d’enrichissement (medecine ball, planche à gratter ...) - Pesée hebdomadaire réalisée sous forme de jeux avec récompense (portion de fruit). De plus, avant de démarrer le protocole expérimental, les animaux auront une semaine minimum d’acclimatation dans l’animalerie et feront l’objet d’un contrôle quotidien par un zootechnicien. Lors de ce contrôle, des observations basées sur l’apparence physique externe, le comportement (sociabilité, appétit) et les réponses comportementales attendues aux stimuli externes (peu enclins aux manipulations, tentative de fuite) seront réalisées. Ces contrôles permettront de repérer tout animal malade ou blessé et de prendre les mesures appropriées. L'évaluation du bien-être animal sera réalisée de manière quotidienne pour chaque animal, pendant la période d'acclimatation et durant la phase expérimentale jusqu'à son euthanasie. Ces différents éléments seront évalués à l'aide d'une grille d'évaluation émanant de la cellule du bienêtre animal. L’atteinte d’un point limite sera déterminée par l’observation de signes comportementaux, d’apparence générale permettant de quantifier la souffrance de l’animal selon un score spécifique à l’espèce porcine. Les interventions longues sont réalisées sous anesthésie générale balancée (narcose, analgésie et curarisation) combinant hypnotiques et analgésiques. Les interventions de courte durée et peu douloureuse seront réalisées sous sédation et anesthésie locale.

Choix des espèces

Nous utilisons des porcs de type charcutier adultes de 60kg qui possèdent des caractéristiques anatomiques permettant l'ischémie rénale par ballonnet (taille des vaisseaux par rapport au dispositif).