Cochons
Etude de la transmission des virus influenza A entre l’homme et le porc dans le contexte professionnel en élevage
- Recherche appliquée
- Maladies animales
Des porcelets de cinq à vingt semaines, dans des élevages commerciaux en activité, servent de terrain d'observation pour la circulation des virus influenza entre les cochons et les éleveurs. 1 680 cochons vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chacun est immobilisé une minute environ pour un écouvillonnage nasal et jusqu'à deux prises de sang, les animaux visés par la surveillance dite événementielle présentant déjà des signes cliniques. Le porteur indique que les prélèvements n'ont "aucun impact sur leur développement et prise de poids", raison pour laquelle les cochons repartent dans le circuit d'élevage.
Objectifs
Les objectifs du projet sont de mettre en place une surveillance conjointe des virus influenza en élevage de porcs à la fois chez les animaux et chez les éleveurs au contact de ces animaux. La surveillance inclut un autoprélèvement chez les éleveurs par mouchage une fois par semaine pendant un an et une surveillance programmée (toutes les 10 semaines) et évènementielle (en cas de symptomes) chez les porcs. Les virus détectés chez l'humain et chez les porcs seront ensuite comparés sur le plan génétique pour évaluer le risque de transmission porc-homme et homme-porc.
Bénéfices attendus
Le séquençage des virus humains et porcins détectés dans le cadre de ce suivi de cohorte permettra de comparer les différentes souches virales et d'émettre des hypothèses, selon le contexte épidemiologique, d'une transmission des virus influenza du porc vers l'humain ou de l'humain vers le porc. Ce projet, permettra de mieux évaluer la fréquence de survenue de ces phénomènes de transmission qui sont probablement très sous-évalués en raison d'un probable caractère asymptomatique chez l'humain et chez le porc dans la majorité des cas. Des évènements de co-infection entre des virus porcins et humains ont aussi une certaine probabilité d'être observés au cours de ce suivi ce qui pourrait également apporter de l'information quant aux risques de réassortiments entre souches humaines et porcines dans un contexte de professionnels exposés à ces virus animaux. Des recommandations pourraient en découler en matière de vaccination des personnels d'élevage et de port d'EPI (Equipement de protection individuelle).
Procédures
Les animaux seront soumis à un maximum d'un écouvillon nasal et 2 prises de sang (une précoce au moment de la phase clinique et une tardive 3 semaines après) dans le cadre de la partie évènementielle de la surveillance. La durée moyenne de réalisation de ces 2 prélèvements sur un animal contenu est de l'ordre d'une minute.
Impact sur les animaux
Pour réaliser ces prélèvements, une contention sera nécessaire pour chaque animal prélevé (écouvillon nasal, prise de sang), sans répétition pour un animal donné (sauf 3 semaines après pour la partie évènementielle de la surveillance), s'apparentant ainsi à une approche diagnostique. Les nuisances possibles sont liées à la contention et au stress occasionné mais limité dans la mesure ou la très grande majorité des animaux prélevés (surveillance programmée) ne le sera qu'une seule fois au cours de sa vie.
Devenir
Les animaux sont conservés après prélèvement et poursuivent leur durée d'élévage prévue car le ou les prélèvements réalisés n'ont aucun impact sur leur développement et prise de poids.
Remplacement
Aucune alternative non animale n’est possible puisque le projet porte sur l'acquisition de connaissances sur les infections par les virus influenza chez le porc en conditions réelles et le risque de transmission de ces virus au personnel d'élevage.
Réduction
Les nombres d'animaux échantillonnés lors de chaque visite et dans chaque élevage (30 en post-sevrage pour la détection virologique, 30 en engraissement pour les analyses sérologiques) ont été déterminés pour être en mesure de détecter au moins un animal positif sous l'hypothèse de l'atteinte d'au moins 10% de la population. Pour la surveillance évènementielle, seuls 10 animaux sont prélevés car dans ce cas, des animaux présentant des signes cliniques caractéristiques sont ciblés.
Raffinement
Pour les doubles prélèvements (écouvillons nasaux et prise de sang dans le cadre de la surveillance évènementielle), les animaux ne seront contenus qu'une seule fois et les deux prélèvemetns réalisés à suivre. Après une période de surveillance à la suite du prélèvement, les animaux seront maintenus dans leurs conditions d’élevage habituelles. Les signes de stress seront surveillés chez chaque animal afin d’interrompre la procédure si nécessaire. Des points limites ont été définis. Suite à la prise de sang, les animaux prélevés seront isolés s'ils présentent quelques signes d'essoufflement et observés par un agent pendant 5 minutes. L’agent s’assurera de l’absence de décubitus anormal, d'anomalie de la fréquence respiratoire et de troubles neurologiques. En cas de présence de l’un ou plusieurs de ces signes, l’animal sera gardé en observation dans le parc pendant la durée de la visite . Si au cours de cette période d'observation, l’animal présente une dégradation de son état général et/ou des signes cliniques jugés irréversibles ou occasionnant une souffrance (détresse respiratoire, troubles neurologiques), il sera mis à mort selon un procédé autorisé ou une prise en charge adaptée (maintien en parc ou en infirmerie) pourra être proposée à l’éleveur par le vétérinaire référent de l’élevage si celui-ci est présent ou les vétérinaires en charge de la conduite de cette étude. Dans le cadre de la surveillance évènementielle, les mêmes animaux ayant 2 prélèvements à 3 semaines d'intervalle, ils recevront une récompense sous la forme d'une solution de grenadine à l'issue du premier prélèvement initial.
Choix des espèces
S'agissant d'une étude sur les virus influenza porcins et le risque de transmission aux humains, l'étude est conduite sur l'espèce cible et dans un contexte d'élevage réel (étude observationnelle). Les animaux impliqués concernent la partie post sevrage et engraissement, soit des porcs entre 5 semaines et 20 semaines d'âge. A noter que pour la surveillance programmée virologique, les animaux ciblés seront essentielement les porcelets en post-sevrage (soit entre 5 et 10 semaines d'âge) et pour la surveillance programmée sérologique des porcs en engraissement de plus de 13 semaines seront considérés pour être en mesure de détecter des anticorps s'ils ont été exposés à des virus influenza pendant le post-sevrage.
Evaluation de l’efficacité, de l’inocuité, de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs intéressant le système nerveux périphérique par des méthodes de chirurgie standard et mini-invasives.
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Troubles nerveux
Chèvres : 75
Moutons : 150
Une lésion nerveuse, un défaut tissulaire ou une ligature de vaisseaux sont créés chirurgicalement chez une partie des animaux avant qu'un dispositif ne leur soit implanté, l'intervention pouvant durer plusieurs heures. 150 cochons, 150 moutons et 75 chèvres vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, avec des prises de sang pouvant aller jusqu'à une par semaine. Le porteur écrit que l'anesthésie générale évite "tous stress et douleur", tout en annonçant une douleur postopératoire pouvant durer plusieurs jours selon l'invasivité de la technique. Il précise que l'effectif n'a fait l'objet d'aucune approche statistique, et que tous les animaux sont tués pour une nécropsie et un examen histologique destinés à établir la tolérance et la durabilité des implants.
Objectifs
Le système nerveux périphérique (SNP) est constitué des nerfs et des ganglions périphériques, il prolonge jusqu’aux organes le système nerveux central (SNC = cerveau et moelle épinière). Le SNP comprend le système nerveux somatique qui transmet des informations sensorielles de la peau, des muscles et des articulations et des informations motrices et participe à l’équilibre et la motricité. Les pathologies du système nerveux somatique se traduisent par des troubles moteurs et de l’équilibre, des manifestations sensitives anormales, des douleurs, elles peuvent avoir des origines traumatiques, métaboliques, inflammatoires ou génétiques. Lorsqu’elles atteignent la jonction avec les muscles sont qualifiées de neuromusculaires. Il comprend aussi le système nerveux autonome (SNA ou végétatif) qui assure de façon involontaire le maintien des fonctions organiques internes. Le SNA est constitué des systèmes nerveux sympathique et parasympathique aux fonctions de régulation réciproques sur l’homéostasie. Il assure la régulation de fonctions physiologiques comme la pression artérielle, la fréquence cardiaque, la température corporelle et la sudation, contrôle les équilibres hydrique et électrolytique ainsi que la miction, il contrôle les secrétions, la digestion, la défécation, la fonction érectile chez l’homme. L’objectif de ce projet de recherche est l’évaluation et le développement de nouveaux dispositifs médicaux, techniques chirurgicales et stratégies innovantes pour traiter les pathologies et les affections du système nerveux périphérique somatique, ou pour traiter les pathologies et les affections par une modulation du SNA. L’évaluation et le développement de ces dispositifs et techniques nécessitent une phase de recherche et de développement.
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 neuropériphérique 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 neuropériphérique 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 24 heures pour les ovins/caprins) 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 réduire au maximum 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 dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. 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 oeuvre 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 comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi 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, une analgésie est mise en place et des protocoles de prise en charge de la douleur sont systématiquement appliqués (Anti-Inflammatoires Non Stéroidiens et/ou opioïdes). 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 détaillés dans la procédure ANIM-WI-015 sont appliqués tout au long du projet. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour évaluer les dommages réellement subis par les animaux.
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. Le modèle porcin (n=150) est largement utilisé dans l’étude des implants neurologiques, le volume du crâne est adapté pour l’étude des dispositifs en développement pour une application chez l’Homme. Le modèle ovin (n=150) et le modèle caprin (n=75) présentent une longue région cervicale facilitant les abords chirurgicaux de l'emergence du système nerveux autonome et des ganglions nerveux. Pour toutes ces espèces, la distribution, la longueur et le diamètre des nerfs périphérique sont comparables à ceux de l'Homme. 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. Les animaux pourront être des mâles ou des femelles.
Pré-conditionnement rénal par un inhibiteur de la protéine SerRS, impliqué dans la résistance à l’ischémie dans un modèle porcin de donneur en mort encéphalique
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
59 porcelets de deux à trois mois vont être utilisés et tués, une partie opérée sous anesthésie sans jamais se réveiller, les autres dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. Un animal greffé passe ses sept à dix premiers jours postopératoires seul en cage métabolique, puis y retourne quatre à sept fois pour 24 heures jusqu'au 90e jour, avec jusqu'à onze prises de sang sur animal vigile et dix biopsies sous anesthésie. Dix-huit d'entre eux sont utilisés uniquement comme donneurs de rein : chirurgie de 2 h 30, deux prises de sang, mise à mort en fin d'intervention. Le porteur décrit le passage chez le gros animal comme une étape "indispensable" avant la clinique humaine, et déclare le retour à l'élevage impossible pour raisons sanitaires, ce qui condamne tous les survivants.
Objectifs
Ce projet vise à concevoir une nouvelle génération d'inhibiteurs pharmacologiques capables de contrecarrer les conséquences d'un épisode ischémique. Ils ciblent une protéine que nous avons récemment identifiée et qui est impliquée dans la résistance des organes à l'ischémie. L'application clinique visée est la transplantation rénale. La transplantation rénale est le traitement optimal de l’insuffisance rénale terminale. Au cours de la transplantation, les phénomènes liés à l’ischémie-reperfusion (séquence intrinsèque du processus de la transplantation d’organes solides) sont à l’origine de lésions qui induisent une dysfonction du greffon à la phase précoce et peuvent faciliter le rejet de ce dernier. L’ischémie correspond à la phase où l’organe est privé de la circulation sanguine. La reperfusion de l'organe se traduit par la reprise de la circulation sanguine et donc des apports en nutriments et oxygène. L’ischémie-reperfusion est impliquée également dans les mécanismes de lésions chroniques à plus long termes. Il est donc nécessaire de développer des moyens de protéger les organes afin de limiter les lésions d’ischémie-reperfusion, afin améliorer la qualité du greffon et sa survie à court et long terme. Des travaux récents ont permis d’identifier une cible d’intérêt, une protéine régulée durant l’ischémie-reperfusion rénale. Notre objectif est d’évaluer un produit thérapeutique ciblant cette protéine, afin de limiter les lésions d’ischémie-reperfusion rénales et ainsi améliorer la qualité du greffon, dans un modèle de transplantation de rein chez le porc. A terme, ces travaux permettront d’optimiser les protocoles de transplantation d’organe chez l’homme et de fournir des organes de meilleure qualité garant d’une survie plus longue.
Bénéfices attendus
Actuellement la transplantation rénale est la meilleure solution pour le traitement de l’insuffisance rénale terminale, moins coûteuse pour la société et moins contraignante pour le patient que la dyalyse chronique. Malheureusement, la durée de vie d’un greffon rénal est limitée et les lésions précoces, dues à l’inévitable succession d’ischémie (arrêt de l’irrigation sanguine oxygénée) et reperfusion (reprise de l’irrigation sanguine oxygénée), sont en grande partie responsables de la reduction de cette durée de vie. L’utilisation des machines de perfusion des greffons a permis d’élargir les critères d’acceptabilité d’un greffon mais n’a pas permis d’améliorer la durée de vie des greffons. Pour l’instant la meilleure façon de réduire les lésions d’ischémie – reperfusion est de réduire au maximum la durée d’ischémie et réaliser la greffe le plus rapidement possible. L’inhibiteur de la protéine étudiée a montré in vitro et sur organe de petit animal une activité intéressante qui permet de réduire les lésions d’ischémie reperfusion. Il est donc indispensable de passer par l’étape de modèle pré-clinique chez le gros animal avant de pouvoir le proposer chez l’homme.
Procédures
Pour les 18 animaux donneurs : procédure chirurgicale sous anesthésie générale (durée 2h30) , avec 2 prises de sang au cours de la chirurgie, puis mise à mort en fin de procédure. Pour les animaux de groupes d’étude (n=30) : procédure chirurgicale sous anesthésie générale avec analgésie postopératoire et surveillance, d'une durée de 1h30 à 2h30. 2 prises de sang sous anesthésie générale en début et fin de chirurgie. 9 prélèvements sanguins sur animal vigile, à l’aide d’un cathéter laissé lors de la procédure initiale (durée 5 minutes). 10 prélèvements d’urine en cage métabolique. Hébergement individuel en cage métabolique durant les 7 premiers jours post greffe, puis 4 fois 24 heures à J10, J14, J30 et J90. 3 prélèvements de tissus par biopsie sous anesthésie générale (durée 20 minutes chacun). Pour les 2 animaux de l'avenant : procédure chirurgicale sous anesthésie générale avec analgésie postopératoire et surveillance, d'une durée de 3h30. 2 prises de sang sous anesthésie générale en début et fin de chirurgie. 11 prélèvements sanguins sur animal vigile, à l’aide d’un cathéter laissé lors de la procédure initiale (durée 5 minutes). 11 prélèvements sanguins sous anesthésie. 17 prélèvements d’urine en cage métabolique. 10 prélèvements de tissus par biopsie sous anesthésie générale (durée 20 minutes chacun). Hébergement individuel en cage métabolique les 10 premiers jours post greffe, puis 7 fois 24 heures à J10, J28, J42, J56, J71, J84 et J90.
Impact sur les animaux
Plusieurs nuisances ou effets indésirables sont prévisibles : - stress lors de la réalisation des prises de sang et des transferts - douleur postopératoire - limitation de la possibilité de déplacement car la surveillance sera effectuée en cage métabolique. Les injections intraveineuses peuvent provoquer un hématome. Comme pour toute intervention chirurgicale, une infection, un hématome au site d'intervention pourraient survenir. Néanmoins dans notre expérience c'est rare (moins de 5% des cas).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l’issue des procédures. En effet, pour des raisons sanitaires, le retour à l'élevage est impossible en fin d'expérimentation.
Remplacement
La transplantation et l’appreciation de l’évolution post-greffe d’un organe ne peut être faite autrement que sur un animal vivant. Nous avons naturellement commencé par des études en vitro (cultures cellulaires) puis des études sur des organes chez le petit animal. Le projet est arrivée à l’étape pré-clinique, de mise en situation complète chez le gros animal.
Réduction
Nous avons effectué des études pour calculer la dose à tester afin de ne pas utiliser plusieurs dosages de la molécule testée. Le nombre d’animaux a été déterminé en s’appuyant sur un score de lésions histologiques très sensible et en prenant en compte le taux de reduction des lésions observées in vitro. Le calcul des effectifs a été fait pour réduire le plus possible le nombre d’animaux utilisés, en s’appuyant sur les methodes statistiques définies pour les petits effectifs qui utilisent les tests non-paramétriques. Nous avons estimé le nombre d’animaux (porcs de race commune) utilisés dans ce projet à 57. Il y a 30 animaux dans les 5 groupes précisés plus haut, dont la taille a été calculée en se basant sur des tests statistiques non paramétriques (très petits échantillons). En plus des animaux étudiés, il nous faut des donneurs SLA (Swine Leukocyte Antigen (comme le HLA chez l’homme)) compatibles de la même fratrie. Le fait de vérifier la compatibilité SLA permet de ne pas utiliser d’immunosuppression et d’éviter le phénomène de rejet. Il y a 4 groupes d’animaux qui reçoivent une transplantation rénale, donc en théorie il faudrait 24 donneurs. Nous avons calculé l’effectif total avec seulement 18 donneurs, car dans le groupe contrôle, on effectue l’ablation d’un rein, rein qui peut être conditionné et tranplanté ensuite à un receveur. Cela nous permet de réduire le nombre d’animaux utilisés. En plus des groupes d’étude nous avons prévu 4 animaux test pour la mise en place chirurgicale du projet, qui seront mis à mort immédiatment à la fin de la procédure et 5 animaux en réserve, en cas d’échec de la procédure chirurgicale. 2 animaux supplémentaires sont demandés pour l'avenant.
Raffinement
Les animaux seront sous anesthésie générale lors des chirurgies. Un suivi quotidien sera mis en place pour évaluer et réduire la douleur animale. Des analgésiques et des antibiotiques seront administrés systématiquement au moment des procédures et occasionellement pendant la période du suivi si l’état de l’animal l’impose. Les animaux seront logés en case individuelle avec des cloisons ajourées pour qu’ils puissent interagir avec les congénères. L’enrichissement du milieu sera réalisé à l’aide de paille, de bidon ou autres jouets. Une surveillance vidéo des animaux sera effectuée.
Choix des espèces
Le modèle porcin de transplantation rénale est un modèle largement utilisé, reconnu et proche de la tranplantation rénale chez l’homme. C’est de loin le modèle de gros animal le plus utilisé en transplantation rénale ce qui nous permettra d’identifier toute anomalie d’évolution post-opératoire et d’obtenir des résultats robustes. Les animaux utilisés seront des porcelets de 2-3 mois d’âge (25-40kg), issus de la même fratrie et compatibles SLA (Swine Leukocyte Antigen). Cette tranche d’âge est utilisée à cause de la possibilité chirurgicale (greffe plus ou moins proche de celle chez l’homme) tout en laissant la possibilité de manipuler facilement l’animal 3 mois après la transplantation.
PhotoBioModulation (PBM) : Évaluation préclinique de Sécurité, de Performance et d’Efficacité d’un nouveau dispositif médical en vue de traiter le Syndrome de Détresse Respiratoire Aigu (SDRA) par PBM sur un modèle porcin.
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
Valider la sécurité d'un dispositif médical de photobiomodulation avant un essai chez des patients : le projet répond à une demande de l'ANSM et mobilise 60 porcs adultes miniatures, tous tués à l'issue. Trente d'entre eux sont opérés sous anesthésie générale et tués sans jamais se réveiller, après six heures de procédure et huit prélèvements sanguins. Les trente autres, dans des procédures d'un niveau de souffrance déclaré léger, reçoivent le dispositif par voie percutanée dans la jugulaire, vivent seuls en loge pendant huit jours, subissent une séance quotidienne de photobiomodulation de quinze à quatre-vingt-dix minutes sous sédation, puis sont tués à J7 pour prélever cœur, poumons et veine jugulaire. Le porteur prévoit qu'une instabilité hémodynamique et respiratoire trop forte pendant l'induction de la détresse respiratoire obligerait à tuer l'animal en cours de procédure.
Objectifs
La thérapie par photobiomodulation (PBMT) se définit comme une irradiation lumineuse non thermique et non ionisante aux longueurs d’ondes visible et proche infrarouge, notamment, pour stimuler la réponse cellulaire et tissulaire afin d’améliorer la cicatrisation des tissus et en réduire l’inflammation et stimuler la consommation d’oxygène en phase d’hypoxie. A l’heure actuelle, la PBMT bénéficie de nombreuses études cliniques de hauts rangs montrant son intérêt par irradiation externe dans de nombreux domaines médicaux tels que l’accélération des processus de cicatrisation, la récupération fonctionnelle post AVC, ou le traitement de la DMLA… Elle est également utilisée en irradiation intravasculaire pour diminuer l’inflammation post angioplastie coronaire. Le syndrome de détresse respiratoire aigu (SDRA) tel que nous l’observons dans le cadre du SARS CoV 2 est lié à une exacerbation du système inflammatoire survenant entre le 7ème et le 14ème jour. On observe une surproduction des cytokines inflammatoires liée à l’augmentation de la production excessive de ROS (Radicaux libres). Certains patients présentent également un très faible degré d’oxygénation sanguine (hypoxémie profonde) entrainant une insuffisance respiratoire. La PBMT dans le SDRA a montré son intérêt dans plusieurs études animales, en diminuant les phénomènes inflammatoires par la réduction des cytokines ou de l’expression des facteurs pro-apoptotiques. L’objectif de notre dispositif médical est de traiter le SDRA par la PhotoBioModulation (PBM) dont le principe est d’augmenter l’affinité de l’hémoglobine pour l’oxygène et d’induire un effet anti-inflammatoire et immuno-modulateur. La thérapie par PBM n’étant pas applicable de façon externe sur l’ensemble du volume pulmonaire, nous envisageons d’utiliser notre dispositif médical par voie intravasculaire en irradiant la masse sanguine. Par ce biais, les hypothèses sont de réduire l’hypoxie pulmonaire en modulant les facteurs pro-inflammatoires circulants, de diminuer le risque pro-thrombogène et d’accélérer le processus de régénération de la barrière alvéo-capillaire. Une première version de notre dispositif médical a fait l’objet d’une étude antérieure sur un modèle aigu (sans réveil) d’hypoxie chez le porc. Suite aux résultats de cette étude, nous avons décidé d’améliorer la conception et le design de notre dispositif médical (version n°2) qui fait donc l’objet de cette nouvelle demande
Bénéfices attendus
Ce projet a été construit à la suite des recommandations des autorités règlementaires (ANSM). Les bénéfices sont doubles : - au niveau scientifique : la mise au point et la validation de notre modèle aigu et chronique d’hypoxie ainsi que les résultats obtenus avec notre traitement par PBM pourront faire l’objet d’une publication et pourront contribuer à l’avancement des connaissances scientifiques dans les domaines de l’expérimentation animale et de la PBM. - au niveau clinique humaine : Sur la base des résultats obtenus et dans les circonstances de non-risques potentiels (sécurité, performance et efficacité du dispositif médical), un essai pilote d’étude clinique sera proposé afin d’évaluer la sécurité du dispositif médical chez des patients atteints de SARS-Cov-2 lié au COVID-19.
Procédures
Procédure en phase aigüe : - Cette phase est sans réveil et sera réalisée sous anesthésie générale durant toute la procédure. Les animaux seront prémédiqués (environ 15 minutes), intubés (environ 5 minutes) et sous anesthésiés profonde durant toute l’intervention. L’oxymétrie sera contrôlée par un capteur approprié qui vérifiera la saturation en oxygène. - La procédure chirurgicale sera réalisée sur tous les animaux, 1 seule fois (durée de 1h à 1h30 pour la pose des cathéters), pendant 6h de procédure environ, suivi de l’euthanasie (animal toujours placé sous anesthésie générale) - Prélèvements sanguins sur tous les animaux, 8 fois, durant les 6h de procédure (3 minutes par prélèvement sanguin). - Prélèvements des tissus et organes à l’euthanasie (durée 1h). Procédure en phase chronique : - Cette phase est avec réveil. La procédure mini-invasive d’implantation du dispositif médical par voie percutanée (durée 1h) sera réalisée sous anesthésie générale sur tous les animaux, 1 seule fois. - sous sédation légère (kétamine + xylasine + perfusion continue de propofol par voie IV) : - prélèvements sanguins sur tous les animaux, 1 fois (5 minutes), à J0, J2, J4 et J7 - traitements par PBM sur les animaux (15 à 90 minutes), 1 fois/jour pendant 7 jours - sous anesthésie générale : euthanasie de tous les animaux à J7 pour prélèvements des tissus et organes pour analyses histologiques (durée 1h).
Impact sur les animaux
Lors de la procédure en phase aiguë, tous les animaux seront placés sous anesthésie générale durant toute la procédure. Les effets indésirables attendus pourraient être une trop forte instabilité hémodynamique et respiratoire des animaux lors de la phase d’induction du modèle de détresse respiratoire qui nous obligerait à euthanasier l’animal durant la procédure. Lors de la procédure en phase chronique, les effets indésirables attendus pourraient être une infection au niveau du point d’introduction de notre dispositif médical au niveau du cou ainsi qu’une possible thrombose partielle de la veine jugulaire. Ces possibles effets indésirables seront minimisés au maximum en travaillant sous conditions stériles et en réalisant une antibiothérapie et une anticoagulation systématique de tous les animaux durant les 7 jours de suivi longitudinal.
Devenir
Tous les animaux (placés sous anesthésie générale) seront euthanasiés afin de prélever les tissus (veine jugulaire) et organes (cœur, poumons) qui seront observés macroscopiquement lors de l’explantation. Ces échantillons seront ultérieurement étudiés par analyse histologique afin de nous permettre d’observer d’éventuelles lésions tissulaires et d’évaluer ainsi la sécurité de notre dispositif médical implanté in vivo.
Remplacement
Les effets de la PBM ont été testés au préalable sur des cellules cardiaques en cultures et sur des embryons de poulet. Notre dispositif médical a fait l’objet d’une étude antérieure de faisabilité sur un modèle aigu (sans réveil) d’hypoxie chez le porc et nécessite aujourd’hui une évaluation de sécurité et de performance. Le modèle préclinique (utilisation animaux) est obligatoire avant le passage chez l’homme.
Réduction
Le nombre total d'animaux a été réduit à 10 individus au maximum par groupe pour ces essais. Pour la détermination de ce nombre d’échantillons nécessaires, nous avons utilisé des données issues de notre expérience, à savoir : une réduction de 15% de la taille de l’infarctus dans le groupe traité pour conclure sur le bénéfice du traitement, une variabilité de la taille de l’infarctus de ± 15%, et en fixant une puissance de 70 % et α = 5 %. Cet effectif permettra de détecter des anomalies ou des évènements indésirables majeurs avant une demande d'approbation d'un essai d'implantation chez l'Homme. A cette étape, aucune approche statistique n’a été réalisée. Après expérimentation, du matériel biologique (organes, tissus) pourra être prélevé. Ces prélèvements pourront éventuellement servir pour les besoins d’autres études non liées à ce protocole, sans utiliser d’animaux supplémentaires.
Raffinement
Pour réduire le mal être de l’animal à tous les stades de nos interventions: - Nous utilisons les techniques mini-invasives pour la pose des cathéters veineux (méthode de Seldinger) - L’entrée des porcs dans la structure expérimentale est programmée de façon à fournir aux animaux un environnement optimum (mise en loge d’expérimentation au minimum 7 jours avant l’intervention…). Les porcs sont hébergés dans les conditions adaptées à leur espèce, logés sur copeaux, en groupe sociaux avec jeux à leur disposition. Un suivi quotidien leur est apporté. Un vétérinaire assure le suivi sanitaire. - Les animaux de l’étude chronique seront placés en loge individuelle durant les 8 jours de l’étude car ces animaux nécessitent un suivi individuel (vérification de la prise alimentaire, pansement, médication si besoin, …). La mise en loge individuelle de l’animal diminuera également le risque que ses congénères arrachent les pansements et le dispositif médical mis en place. - Les traitements quotidiens par PBM (durée moyenne du traitement : 15 à 90 minutes) seront réalisés sous sédation légère de l’animal. - Pour la mise à mort, l’animal est toujours préalablement anesthésié avant induction d’une surcharge anesthésique.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie pour notre étude est le porc adulte de taille réduite âgés de plus de 12 mois, 55-70kg). Ce stade physiologique et cette taille "adulte" est nécessaire pour tester notre dispositif médical et être au plus près des conditions humaines. L'anatomie vasculaire est à ce stade plus proche de l’homme, ce qui en fait un modèle parfaitement adapté pour nos essais précliniques. Cette lignée nous permet de faire notre étude sur des porcs adultes représentatifs de l’âge où surviennent les accidents vasculaires cardiaques. Selon notre expérience, le porc charcutier (de type Large White) est moins intéressant, car pris à un âge très jeune (de 3 à 4 mois et pesant de ce fait 40/60 kg) pour avoir un poids manipulable, il présente une anatomie vasculaire plus éloignée et moins prédictive de ce qui se passe chez l’homme adulte. Nous utiliserons des porcs adultes de taille réduite, d’âge supérieur à 1 an, de sexe mâle (castré) ou femelle, ayant un poids compris entre 55 et 70 kg. L’éleveur est le fournisseur exclusif de cette souche de porcs. Nous avons des données expérimentales importantes sur ce type d’expérimentation, nous permettant de limiter le nombre d’animaux à utiliser dans de nouveaux protocoles sans réveil de l’animal ou en chronique. Les résultats obtenus sur les animaux de cet âge sont convaincants et suffisants dans nos études. Ce modèle animal nous permet : - De travailler sur des animaux représentatifs de l’âge où surviennent les pathologies chez l’homme. - D’utiliser notre dispositif médical en taille réelle. - De transposer les connaissances acquises vers une utilisation clinique humaine.
Comparaison de l’efficacité de l’administration d’Angiotensine 2 versus Noradrénaline dans un modèle porcin d’arrêt cardiaque réfractaire réanimé 2/2
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
Le thorax ouvert pour exposer le cœur, une canule posée dans une veine et une artère, une artère coronaire obstruée pour provoquer un arrêt cardiaque : 16 cochons de 50 à 60 kilos subissent huit heures d'expérimentation sous anesthésie générale et sont tués avant tout réveil. Le porteur compare deux médicaments destinés à soutenir la circulation, l'angiotensine 2 et la noradrénaline, chez des patients placés sous circulation extracorporelle après un arrêt cardiaque réfractaire. Il prévoit parmi les effets une perte de sang avec choc hémorragique au moment de la pose de l'assistance circulatoire. Le réveil est exclu d'emblée, l'animal ne pouvant selon lui être ramené à un état compatible avec la vie, et des prélèvements de tissu cardiaque sont attendus.
Objectifs
L'initiation d'une oxygénation par une circulation extra corporelle est devenue une intervention de plus en plus fréquente chez les patients en état de choc cardiogénique et y compris en cas d'arrêt cardiaque réfractaire aux thérapies standards. La survie globale jusqu'à la sortie de l'hôpital en utilisant cette technique se situe entre 29 % (réanimation cardio-pulmonaire extracorporelle) et 41 % (choc cardiogénique réfractaire). La médication la plus couramment utilisée et recommandée pour palier aux effets secondaires de la circulation extracorporelle est un médicament appelé la noradrénaline mais ce médicament à des effets délétères sur le coeur et les vaisseaux. Il est possible que l'utilisation de l'angiotensine 2 sans effet cardiaque spécifiques soit meilleure. Nous allons comparer dans ce projet les effets de ces 2 médicaments sur un modèle porcin reproduisant l'état clinique de tels patients. Ce protocole est réalisé dans 2 établissements utilisateurs (appelés EU1 et EU2)
Bénéfices attendus
L'un des résultats clés attendus concerne l'efficacité sur la circulation sanguine, mesurée à travers des paramètres tels que la pression artérielle moyenne ou le débit cardiaque. L'Angiotensine 2 est attendue pour démontrer sa capacité à maintenir ou à augmenter la pression artérielle moyenne de manière significative par rapport à l'administration de Noradrénaline, actuellement un traitement standard dans ces situations. Des différences entre les deux groupes de traitement pourraient influencer la décision clinique et le choix d'un médicament optimal.
Procédures
A l'EU1, les animaux subiront l'injection d'un sédatif pour atténuer le stress lié à la manipulation. Ensuite, ils sont transférés dans l'EU2 où se déroul la suite du protocole : une perfusion intraveineuse sera établie pour induire une anesthésie générale. Une fois complètement endormis et sous traitement analgésique, nous procéderons à l'installation d'un dispositif de circulation extracorporelle. Ce dispositif permettra de maintenir un débit cardiaque et d'assurer l'oxygénation du sang. Cette procédure implique la mise en place d'une canule dans une veine et une artère du cochon. Par la suite, une ouverture thoracique sera réalisée pour exposer le cœur, et nous simulerons un arrêt cardiaque en obstruant l'une des artères cardiaques. Des prélèvements sanguins seront effectués au moment de l'arrêt cardiaque, puis après 3 et 6 heures. Toutes ces interventions seront réalisées sous anesthésie générale, avec maintien d'une normothermie et une administration continue d'antalgiques pendant les 8h de l'expérimentation.
Impact sur les animaux
Stress lors de la prémédication. Douleur induisant une possible tachycardie ou une hypertension. Effets secondaires à la chirurgie : perte de sang avec choc hémorragique lors de la pose de l'assistance circulatoire.
Devenir
Le cochon ne pourra pas être réveillé dans des conditions compatibles avec la vie. De plus, des prélèvements de tissus cardiaques sont nécessaires pour une étude microscopique, l’animal ne reprendra pas conscience et sera euthanasié par overdose d'anesthésique.
Remplacement
Le modèle d’arrêt cardiaque suivi de procédures de réanimation ne peut être effectué que sur un organisme dans son entier avec un impact sur les différentes fonctions. L'adaptation à l'environnement physiologique direct du coeur nous conduit à réaliser cette étude sur un modèle animal où toutes les contraintes seront présentes. Ce modèle animal expérimental imite étroitement le scénario clinique des cas réfractaires d'arrêt cardiaque, permettant une évaluation plus précise des résultats microcirculatoires.
Réduction
Ce modèle est déjà en place dans notre structure ce qui permet de réduire le nombre d’animaux car le personnel formé à l’étude et la manipulation du modèle porcin. Le nombre d'animaux a été déterminé comme le nombre minimum d'animaux nécessaire afin d'obtenir des données statistiquement exploitables. La mise en place des appareillage (canules...) sera réalisée par des chirurgiens cardiaques expérimentés.
Raffinement
Les animaux seront hébergés à l'animalerie par groupes (au moins 2 animaux) afin de limiter l’angoisse et le stress des animaux. Le milieu est enrichi avec des jouets adaptés (balles...). Une période de quarantaine d’au moins huit jours avant l’entrée des animaux dans le protocole est respectée permettant leur stabilisation physiologique et comportementale en réduisant le stress. L’animal est mis à jeun la veille de l’expérimentation. Le jour de l’expérimentation, les cochons seront prémédiqués par l’injection intra-musculaire d’un produit anesthésique aux propriétés sédatives et myorelaxantes avec un produit psychotrope dissociatif aux propriétés analgésiantes. Les animaux peuvent être ainsi manipulés sans recours à des méthodes susceptibles de les effrayer inutilement ou de leur infliger des souffrances évitables. Les animaux seront ensuite sous anesthésie profonde pendant toute la durée de l'opération. Le cochon sera scopé en permanence, permettant de surveiller en continu la fréquence cardiaque, respiratoire, la pression artérielle. Toute modification de ces paramètres entrainera une adaptation immédiate des médicaments afin d’assurer le confort de l’animal.
Choix des espèces
Le modèle animal de cochon, animal d’un poids entre 50 et 60 kgs, de morphologie cardiaque mature et avec un poids suffisant pour une circulation extra-corporelle est utilisé pour sa similitude avérée, en terme d’anatomie cardiaque et de circulation sanguine, avec les processus physiologiques rencontrés en clinique. Le choix d’un modèle sur gros animal s’impose pour pouvoir implanter la circulation extra-corporelle, nécessaire à notre projet. De plus, ce modèle est déjà connu de nos équipes.
Réalisation de prélèvements sanguins pour la constitution et le maintien d’une banque de sang
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Bien-être animal
- Diagnostic des maladies
Moutons : 25
Saignés sous anesthésie générale toutes les huit semaines au minimum, jusqu'à dix-huit fois chacun sur la durée du projet, 25 moutons et 15 cochons vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Aucun n'est tué au terme de ce projet, tous étant destinés à être réutilisés dans d'autres procédures, ceux jugés inaptes devant être replacés. Le sang prélevé alimente une banque servant à transfuser d'autres animaux non-humains pendant les chirurgies de validation de dispositifs médicaux implantables menées au laboratoire. Le porteur présente cette banque comme une mesure de réduction et de raffinement, alors qu'elle repose sur des saignées répétées infligées à quarante individus dont le nombre a été fixé sur les besoins en poches de sang du bloc opératoire, sans calcul statistique.
Objectifs
Le risque hémorragique est lié à la réalisation d'interventions chirurgicales complexes menées dans le cadre de l'évaluation et de la validation des dispositifs médicaux implantables et de leur techniques chirurgicales d'implantation. Ce risque est important lors de chirurgies invasives du compartiment cardio-vasculaire mais persiste néanmoins lors de toute intervention chirurgicale et ce malgré le respect des bonnes pratiques chirurgicales et d'hémostase. C'est un risque potentiellement létal inhérent à la pratique chirurgicale. Lors d'hémorragie importante per-opératoire, la transfusion sanguine permet de corriger le volume sanguin et l'hypoxémie du choc hémorragique par la perfusion des organes vitaux pour améliorer la survie du patient. L'objectif de ce projet est de décrire et d'encadrer l'utilisation d'animaux dans le cadre de la constitution et du maintien d'une banque de sang pour pouvoir répondre aux besoins immédiats en transfusion sanguine lors des procédures chirurgicales réalisées au laboratoire.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu du projet est d'améliorer la survie et la récupération des animaux utilisés lors des procédures chirurgicales décrites dans les différents projets autorisés du laboratoire.
Procédures
Les animaux seront soumis à des prélèvements sanguins sous anesthésie générale. Les prélèvements pourront se faire au minimum toutes les 8 semaines, soit 18 pélèvements maximum par animal sur la durée du projet. La procédure est classée moderée.
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) 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.
Devenir
Chaque animal utilisé dans ce projet pourra être réutilisé pour répondre à une nouvelle question scientifique dans une nouvelle procédure expérimentale de classe " légère", " modérée" ou " sans réveil", à condition que la gravité réelle des procédures expérimentales précédentes établie lors de l’appréciation rétrospective qui sera menée à l’issue de ce projet soit compatible avec une réutilisation (classes " légère" ou " modérée" uniquement). Après examen par un vétérinaire, l'animal devra avoir également pleinement recouvré son état de santé et de bien-être général et l’avis favorable du vétérinaire prendra en considération le sort de l'animal concerné sur toute sa durée de vie. Les animaux qui ne pourraient être réutilisés seront replacés.
Remplacement
Il n'existe pas de sang artificiel et le recours à des méthodes alternatives à l'expérimentation animale pour la constitution d'une banque de sang n'est à ce jour pas possible.
Réduction
Le recours à la transfusion sanguine constitue le seul traitement contre les conséquences potentiellement létales d'une hémorragie aigüe et qui impliqueraient l'utilisation d'un nouvel animal pour répondre à la question scientifique et aux besoins de l'éxpérimentation. La transfusion améliore la survie des animaux utilisés lors des procédures chirurgicales décrites dans les différents projets autorisés du laboratoire. La constitution d'une banque de sang au laboratoire permet de réduire le nombre total d'animaux utilisés. Le nombre d’animaux pour ce projet a été déterminé en fonction des besoins en poches de sang au bloc opératoire ainsi que de la durée maximale de stockage d’une poche de sang lorsqu’elle collectée, soit 35 jours à 4 degrés celsius. Une approche statistique n’est pas nécessaire pour déterminer le nombre d’animaux inclus dans le projet. Tout au long des projets chirurgicaux autorisés au laboratoire, pour lesquels un besoin potentiel en transfusion sanguine est identifié, les meilleures techniques et pratiques chirurgicales en termes d’hémostase seront appliquées pour réduire au maximum le recours à la transfusion sanguine et donc au nombre d’animaux utilisés dans le cadre de ce projet. Les animaux déjà prélevés au minimum 8 semaines au préalable et jugés aptes à être reprélevés après examen vétérinaire favorable seront utilisés pour minimiser le nombre total d’animaux dans le projet (utilisation continue).
Raffinement
Pour les animaux donneurs, l'utilisation d'animaux robustes et de grands gabarits sera privilégiée. La procédure de prélèvement est réalisée sous anesthésie générale la plupart du temps ou éventuellement sur animal sédaté. Le suivi renforcé des animaux donneurs pendant 48 heures permettra la mise en place d'un traitement adapté si nécessaire. Pour les animaux receveurs, le recours à la transfusion sanguine constitue le seul traitement contre les conséquences potentiellement létales d'une hémorragie aigüe et qui impliqueraient l'utilisation d'un nouvel animal pour répondre à la question scientifique et aux besoins de l'éxpérimentation. La transfusion sanguine améliore la récupération des animaux utilisés lors des procédures chirurgicales décrites dans les différents projets autorisés du laboratoire. La constitution d'une banque de sang au laboratoire permet de raffiner ces procédures expérimentales.
Choix des espèces
Le recours aux espèces ovine et porcine est justifié par l'utilisation de ces espèces dans les projets autorisés au laboratoire pour l'évalution et la validation de dispositifs médicaux implantables ainsi que leur technique d'implantation. Le principe de compatibilité entre donneur et receveur implique que ces mêmes espèces soient utilisées dans ce projet. Ovins N=25 L'espèce ovine est en volume l'espèce la plus utilisée au laboratoire dans les procédures chirurgicales. Porcins N=15
Evaluation de la tolérance locale et de la performance de dispositifs médicaux de type III injectables, après implantation sous-cutanée ou intradermique chez le Rat, le Lapin et le Porc.
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Lapins : 50
Cochons : 50
Injectés sous la peau ou dans le derme, des dispositifs médicaux de type III sont testés sur des rats, des lapins et des cochons, ces derniers pouvant subir jusqu'à vingt biopsies cutanées sous anesthésie générale. 300 animaux non-humains, 200 rats, 50 lapins et 50 cochons, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La plupart sont tués pour prélever les sites d'injection, et une partie des cochons biopsiés peut être gardée en vie pour une réutilisation, 10 animaux non-humains étant déclarés réutilisés toutes espèces confondues, le tout pour constituer des dossiers de mise sur le marché. Le porteur invoque le règlement européen 2017/745 et la norme ISO 10993, et affirme que seule l'implantation "dans un organisme complet et vivant" renseigne sur la réponse inflammatoire.
Objectifs
Le projet a pour objectifs d'obtenir des informations relatives à la tolérance locale de dispositifs médicaux injectables, ainsi qu'au comportement de ces derniers au sein des tissus, notamment en ce qui concerne leur résorption et leur intégration.
Bénéfices attendus
Les projet permettra d'obtenir des données fiables concernant la tolérance, l'intégration et la dégradation des dispositifs médicaux injectables. Il permettra également de répondre aux exigences réglementaires concernant la constitution des dossiers en vue d'une mise sur le marché. Ceci afin d'assurer la sécurité des patients recevant ces produits.ainsi d'assurer la sécurité des patients recevant les produits.
Procédures
Les animaux auront des injections sous anesthésie génér le à J0, pour une durée totale de 5 à 15 minutes/animal. D'autres actes sont envisagés mais non systématiques: Prises de sang: rats sous anesthésie générale 1/semaine maxi pendant 1 mois, puis 1/mois maxi, 30 seconde par acte. Lapins vigiles avec anesthésie locale: 1 fois par semaine maximum pendant 1 mois, puis 1 fois par mois maximum, 1 minute maximum par acte. Porcs: sous anesthésie générale 1/semaine maxi pendant 1 mois, puis 2 fois par mois maximum. Biopsies cutanées chez le Porc: sous anesthésie générale (injection intramusculaire, 30 secondes), maximum 20 biopsies réparties sur la durée de l'étude, durée 15 minutes environ par biopsie.
Impact sur les animaux
Les produits développés sont constitués de produits biocompatiblesen solution aqueuse plus ou moins visqueuse. Il s'agit de composants très bien documentés pour une utilisation chez l'Homme. Ils sont par ailleurs évalués en premier lieu in vitro: les effets néfastes attendus chez l'animal après implantation sont donc mineurs, et constitués majoritairement d'inflammation locale légère à modérée. Dans de rares cas, les implantations intradermiques chez le Lapin peuvent générer des réaction un peu plus fortes, mais restant localisées au niveau du site d'injection.
Devenir
Dans la majorité des cas, les animaux devront être euthanasiés, afin de prélever les sites d'injection à des fins d'analyse. Cependant, chez les porcs, lors d'injections intradermiques, il sera parfois possible de réaliser les prélèvements par biopsie avec un biopsy punch (sous anesthésie générale) et de conserver les animaux en fin d'étude en vue d'une réutilisation.
Remplacement
Les produits étudiés sont d'abord évalués de façon approfondie grâce à des expériences in vitro: culture cellulaire, modèles de peau artificielle, organe isolé. Les essais de tolérance/biocompatibilité in vivo sont indispensables en complément des tests in vitro, lors de la mise au point d'un dispositif médical. En effet, seule l'implantation dans un organisme complet et vivant permettra d'évaluer d'éventuelles réponses immunitaires/inflammatoires ainsi que l'intégration des produits dans les tissus environnants. Par ailleurs, le recours aux animaux est rendu obligatoire par le règlement Européen (UE) 2017/745 tout en suivant la norme ISO 10993, pour l'élaboration des dossiers pour l'obtention d'un marquage CE (équivalent de l'AMM mais pour les dispositifs médicaux) et également demandé pour les dossiers équivalents dans les pays tiers.
Réduction
Le nombre d'animaux à utiliser dans les études réglementaires est imposé par la norme ISO 10993, les préconisations sont donc suivies, sans augmenter inutilement le nombre d'animaux et sans répéter les protocoles. Dans le cas d'études non réglementaires, on veille à n'utiliser que les animaux strictement nécessaires pour l'obtention des résultats voulus, généralement un nombre très inférieur aux exigences réglementaires. La possibilité d'injecter plusieurs produits en différents sites chez un même animal, permet également de réduire le nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Une période d'acclimatation systématique est respectée (durée selon l'espèce animale, mais toujours minimum 1 semaine). Les animaux sont hébergés en groupe et ont accès à un enrichissement spécifique à leur espèce (matériel de nidification pour les rats, blocs/objets à mâcher pour tous les animaux, jouets…). Des points limites, suffisamment prédictifs, permettent de sortir un animal de l’étude en cas d'effet secondaire sévère, ou de mettre en place des traitements pour des réactions locales (application de cicatrisant, administration d'antidouleur) afin que l'animal soit impacté le moins possible. Toues les manipulations des animaux seront réalisées dans un contexte de renforcement positif, basé sur des interactions amicales avec les personnels en charge des soins, afin de permettre des manipulations sans stress et avec un minimum de contraintes. Les actes trop stressants ou douloureux sont effectués sous anesthésie générale: injections à J0, prises de sang chez le Rat, chez le Porc, et biopsies cutanées chez le Porc. Chaque animal bénéficie d’une attention et de soins de qualité pendant les interventions mais aussi en dehors de celles-ci afin d’assurer un bien-être optimal tout au long de la procédure (observation quotidienne et suivi clinique avec pesée minimum une fois par semaine). Quelles que soient les procédures, toute éventuelle douleur est, si nécessaire, rigoureusement contrôlée grâce aux moyens pharmacologiques appropriés (anesthésie/analgésie).
Choix des espèces
Les 3 espèces font parties des espèces préconisées par la norme 10993-6. Le rat et le lapin sont des modèles d'implantation utilisés et maitrisés dans l'établissement utilisateur depuis 2006. Leur taille est suffisante pour permettre l'implantation de plusieurs produits chez un seul animal, l'utilisation de techniques d'imagerie et d'appareils de mesures de paramètres cutanés. Le porc est l’espèce animale se rapprochant anatomiquement le plus de l’Homme ; notamment dans la structure de la peau (couche cornée et ratio derme/épiderme équivalent). Cette similitude permet d'évaluer avec une plus grande certitude l’effet attendu en clinique. Sa taille, plus importante, permet également l'implantation de plus de produits chez un seul animal, permettant alors de réduire le nombre d'animaux utilisé. Ces modèles sont des modèles de choix (nombreuses données dans la littérature). Leurs comportements sont bien connus, ce qui permet de détecter facilement tout signe de douleur et/ou de mal-être. Les rats utilisés seront de jeunes adultes, environ 300g (=en fin de croissance, paramètres physiologiques stables). Les lapins seront âgés d'environ 14 semaines, soit environ 3.5kg (= présence d'un derme suffisamment épais pour que l'implantation intradermique des produits ne génère pas une contrainte mécanique trop importante). Les porcs utilisés seront de jeunes adultes. En effet, leur taille doit permettre un hébergement en animalerie conventionnelle dans de bonnes conditions. D’autre part, leur poids de 35kg à 70kg permettra de travailler sur des structures épidermiques, comparable à celles de l'homme (couche cornée et ratio derme/épiderme équivalent) ; indispensable pour reproduire les conditions attendues en clinique.
Diplôme Universitaire de formation aux techniques de neurophysiologie per-opératoire du système nerveux central et périphérique
- Formation professionnelle
Mettre des porcelets à disposition de chirurgiens du rachis venus se former : c'est la finalité déclarée, sans aucune production de connaissances. 28 porcelets de trois à quatre mois et d'environ 40 kg sont opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil, au cours d'une intervention de trois heures. Le porteur décrit l'anatomie du porcelet comme proche de celle de l'humain et la pratique sur le vivant comme "indispensable" pour acquérir les gestes. Il indique pourtant recourir déjà à des simulateurs pour réduire le nombre d'animaux, et réutiliser des carcasses issues de formations précédentes.
Objectifs
Ce projet consiste à mettre à disposition des porcelets dans les conditions d'intervention chirurgicale humaine pour la formation des chirurgiens orthopédistes spécialistes du rachis qui veulent se former aux techniques de neurophysiologie per-opératoires du système nerveux central et périphérique. La pratique sur le vivant est indispensable pour acquérir et maîtriser les gestes. En effet, l'anatomie du porcelet est similaire à celui de l'humain.
Bénéfices attendus
Proposer aux chirugiens une formation d'apprentissage et de perfectionnement sur des gestes chirugicaux dans des conditions similaires à celles du bloc opératoire de l'hôpital
Procédures
une procédure chirugicale - durée 3 h -
Impact sur les animaux
Le transport de l’animal au bloc opératoire et la chirurgie, sont les deux points où l’animal pourrait ressentir du stress, douleur ou souffrance. Afin de d’éviter cela, des protocoles dédiés sont réalisés pour la sédation, l’anesthésie et l’analgésie.
Devenir
Procédure sans réveil
Remplacement
Nous n'avons pas les moyens techniques, à ce jour, pour remplacer totalement cette formation par des méthodes alternatives. La pratique sur le vivant est indispensable pour acquérir et maîtriser les gestes. En effet, l'anatomie du porcelet est similaire à celui de l'humain. Nous utilisons des sous-produits comme les carcasses de cochon provenant de formations précédentes.
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux nous utilisons également des simulateurs.
Raffinement
La pose d'un cathéter permet de réduire le nombre d'injections. L'utilisation d'un monitoring lors de l'anesthésie ( avec mesure des constantes : saturation d'oxygène, fréquence cardiaque, pression artérielle...) permet de définir des points limites précoses et de prendre les décisions sur le devenir de l'animal
Choix des espèces
Le porcelet est l'animal le plus proche de l'homme. Son anatomie, la taille de ses organes et son métabolisme permettent aux chirurgiens d'opérer dans des conditions similaires à la chirurgie d'un patient humain. Nous pouvons utiliser la même instrumentation et les gestes techniques sont les mêmes que chez un patient opéré. Les porcelets utilisés sont des jeunes adultes de 3 à 4 mois d'environ 40 kg. Le choix de ce stade de développement est tout simplement dû au poids de l'animal approchant du poids moyen d'un jeune humain.
Évaluation de l’effet thérapeutique d’un pansement régénératif innovant sur la cicatrisation des brûlures profondes dans un modèle porcin
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
Brûlés en quatre points du dos sous anesthésie générale, 8 mini-porcs subissent ensuite huit renouvellements de pansement et seize biopsies cutanées de 8 mm. Ils vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, sur neuf jours de manipulation, et tous tués à l'issue pour prélever la peau brûlée. L'objet est de tester un pansement régénératif censé éviter les autogreffes chez les grands brûlés, avant tout essai clinique. Le porteur décrit un programme hebdomadaire de jeux, des fruits et légumes quotidiens et un pansement gastrique préventif, dans le même document qui prévoit quatre brûlures profondes par animal.
Objectifs
Le pansement que nous voulons tester est un dispositif médical innovant à 2 composantes : une composante physique et une composante biologique. Celui-ci est destiné au traitement des brûlures chez l'homme. Les 2 composantes physique et biologique ont par ailleurs été testées séparément en laboratoire et sur des brûlures cutanées de mini-pigs. Les objectifs de ce projet sont de tester le pansement dans sa forme finale (composantes combinées) sur les brûlures du mini-pig, en évaluant plusieurs critères : - La tolérance du pansement. - Sa protection contre les contaminations bactériennes. - Le maintien de son intégrité au cours du temps. - La réduction de l’inflammation locale et systémique. - L’impact sur la vitesse et la qualité de cicatrisation. La pertinence de cette étude repose sur la forte ressemblance entre le mini-pig et l’homme à l’échelle de la peau, ce qui est rend les données générées robustes pour une translation vers des études cliniques.
Bénéfices attendus
Les brûlures constituent un problème de santé publique majeur, avec près de 11 millions de personnes dans le monde subissant annuellement des brûlures suffisamment graves pour nécessiter des soins médicaux. Ce problème touche particulièrement les enfants qui représentent près de 50 % des brûlés, et pour lesquels la stratégie thérapeutique la plus souvent choisie est d'effectuer une autogreffe de peau. Le pansement que nous voulons tester est un dispositif médical régénératif innovant, destiné au traitement des brûlures du second degré profond chez l’homme, dans le but d'éviter, lorsque c'est possible, les autogreffes, et de restaurer rapidement l'intégrité du tissu tout en minimisant les infections, la douleur et la cicatrice résiduelle. Son intérêt est aussi d'améliorer la vitesse et la qualité de cicatrisation par rapport aux pansements traditionnels.
Procédures
Les interventions réalisées comprennent 9 jours de manipulation au total (20 à 30 minutes par animal et par jour), sous anesthésie générale : -4 brûlures au total par animal, réalisés en une seule fois (10 minutes). -8 renouvellements de traitement et pansements des brûlures (15-20 minutes). -2 prises de sang (6mL) au total par animal (1 minute). -4 biopsies de peau rondes de 8mm au total par plaie et par animal (5-10 minutes).
Impact sur les animaux
-Douleur due aux brûlures et aux biopsies. -Stress et gêne dus à la présence de plusieurs pansements sur le dos de l’animal. -Stress dû à la manipulation fréquente et à l’hébergement individuel. -Risque d’effets secondaires liés à l’anesthésie fréquente (mais de courte durée) et/ou à l’administration fréquente d’analgésiques. -Risque d’infection des plaies.
Devenir
Le sort des 8 animaux inclus dans cette étude est la mise à mort à la fin du protocole, pour cause de prélèvement d'organes post-mortem, notamment la peau au niveau des différentes brûlures pour analyses des tissus cutanés.
Remplacement
Les études de tolérance et d’efficacité d’un dispositif médical doivent être réglementairement réalisées sur des modèles animaux avant tout essai clinique chez l’homme. Les tests cutanés qu’il est possible de faire en laboratoire ont été appliqués avant d’envisager le modèle animal mais ceux-ci génèrent peu de données ; la peau est en effet un tissu complexe et la cicatrisation un mécanisme auquel participent une multitude de cellules et de facteurs, qui ne peut être reproduit dans un laboratoire.
Réduction
Après une étude pilote, le nombre d’animaux inclus dans cette étude a été validé par une méthodologiste statisticienne et assure un nombre optimal d’individus pour générer des résultats robustes et exploitables.
Raffinement
Dans la conception de ce projet, l’ensemble des procédures ont été bien étudiées afin de générer des données robustes et exploitables tout en respectant les critères du bien-être animal et en limitant sa douleur et son stress. Les animaux disposent de nourriture adaptée, diversifiée et enrichie quotidiennement (fruits et/ou légumes), d’eau en accès libre et d’un programme hebdomadaire de jeux et activités. De plus une attention particulière sera apportée au confort digestif des animaux 1- par continuité de l’alimentation entre élevage et animalerie et 2-par apport d’un pansement gastrique avant alimentation une fois par jour aux porcs pour diminuer le risque d’ulcère gastrique. Pendant toutes les manipulations, les animaux seront installés sur un tapis chauffant, et les interventions seront réalisées sous anesthésie générale, suivies d’un traitement approprié contre la douleur. Les animaux seront surveillés 3 à 6 fois par jour pour noter le moindre signe clinique apparent et lancer une prise en charge adaptée ; un suivi des points limites stricts et spécifiques au projet est donc réalisé tout au long de la procédure. Les animaux seront hébergés collectivement pendant la phase d’adaptation. Après début de la phase expérimentale à proprement parler, les animaux seront séparés pour permettre le déroulement des expérimentations dans de bonnes conditions. Un hébergement collectif n’est pas possible durant cette phase à cause des risques d’arrachement des pansements avec des comportements de grignotage des pansements entre congénères. Les porcs seront cependant hébergés au sein d’une même pièce, dans des boxes accolés avec contact olfactif, visuel et auditif.
Choix des espèces
Les nombreuses similitudes entre l’homme et le porc en termes d’anatomie et de physiologie cutanée en font un excellent modèle animal pour l’étude de l’efficacité du pansement sur la cicatrisation des brûlures cutanées. Les animaux sont adultes. La croissance d’un jeune animal pourrait affecter et probablement améliorer la cicatrisation, ce qui introduirait un biais dans l’analyse.
Adaptation d’une nouvelle technologie pour le soutien pulmonaire chez un modèle porcin de détresse respiratoire aiguë EU1/2
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Un lavage pulmonaire suivi de deux heures de ventilation artificielle agressive provoque chez chaque cochon la détresse respiratoire aiguë que le projet veut étudier. 32 cochons adultes de 50 kg vont être utilisés dans ce volet du projet, maintenus sous anesthésie générale pendant trente-six heures de mesures puis tués avant tout réveil. Les effets indésirables déclarés se limitent au stress des injections intramusculaires, à la douleur de la pose d'une voie veineuse et à une perte de sang modérée au moment de la mise en place des canules. L'induction de la détresse respiratoire elle-même n'y figure pas.
Objectifs
Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) est une maladie grave des poumons qui empêche l'oxygène de bien passer dans le sang. Il peut être causé par des infections sévères, comme ce fut le cas pour de nombreux patients atteints de Covid-19 en 2020. Les personnes touchées sont souvent placées en réanimation et traitées avec différents médicaments et techniques, allant des corticoïdes au coma artificiel. Dans les cas les plus graves, quand les poumons ne parviennent plus du tout à oxygéner le sang malgré tous les traitements, une machine appelée ECMO (oxygénation par membrane extracorporelle) peut être utilisée. Cette technique remplace temporairement la fonction pulmonaire en faisant passer le sang du patient dans une membrane qui l’oxygène avant de le réinjecter dans le corps. Depuis 2019, un type particulier d’ECMO, appelé ECMO veino-pulmonaire (ECMO-VP), a été développé avec une canule spéciale nommée ProtekDuo. Cette canule permet à la machine d'oxygéner le sang et de l'envoyer directement vers les poumons. Bien que cette technique soit déjà utilisée pour traiter certaines défaillances cardiaques, elle n’a été testée qu’exceptionnellement dans le SDRA, notamment lors de la crise du Covid-19, faute d’autres solutions disponibles. Cependant, les rares études menées sur cette approche sont rétrospectives (basées sur des observations passées), avec très peu de patients et sans comparaison rigoureuse avec d’autres traitements. Il est donc impossible de savoir si cette technique est réellement efficace et sécurisée. Quelques rapports médicaux ont suggéré une possible réduction du risque de décès et des complications rénales, mais sans en comprendre les mécanismes. Ce projet vise donc à étudier en détail cette méthode sur un modèle porcin, un animal dont l’organisme fonctionne de manière proche de celui des humains. L’objectif est d’analyser son effet sur la circulation sanguine, la respiration et les reins, afin de mieux comprendre son fonctionnement et d’évaluer son potentiel avant toute application plus large chez l’homme. Le projet se déroulera dans 2 établissements utilisateurs différents (appelés EU1 et EU2)
Bénéfices attendus
Cette étude est une recherche menée sur l’animal pour mieux comprendre comment l’ECMO veino-pulmonaire (ECMO-VP) pourrait aider les patients atteints de SDRA sévère. Cette étape est essentielle avant d’envisager son utilisation à grande échelle chez l’humain. Le SDRA réfractaire est une maladie extrêmement grave, avec un taux de mortalité d’environ 40%. De plus, les patients ont plus de chances de survivre s’ils ne développent pas de problèmes rénaux, ce qui fait de la protection des reins une priorité dans leur traitement. À court terme, cette étude pourrait permettre de voir si l’ECMO-VP peut protéger les reins en améliorant la circulation sanguine, ce qui pourrait encourager son utilisation en réanimation. À long terme, si les résultats sont positifs, cela ouvrira la voie à des essais cliniques de grande envergure chez des patients en réanimation. L’objectif final est d’améliorer les traitements du SDRA et de repenser les stratégies de prise en charge pour augmenter les chances de survie.
Procédures
Les animaux auront tout d'abord une injection d'un calmant afin de réduire le stress dû à la manipulation (durée 2 minutes) dans l'EU2 puis ils seront transférés dans l'EU1 où une perfusion intraveineuse sera posée (2minutes) afin de permettre une anesthésie générale. A partir de ce moment, les animaux seront sous anesthésie profonde. L'assistance circulatoire sera installée (durée 30 minutes) sans chirurgie. Ensuite la détresse respiratoire sera mise en place par lavage pulmonaire et respiration artificielle agressive (2h). Le suivi des paramètres étudiés se fera sur 36h avec des prélèvements sanguins réguliers. L'animal est sous anesthésie générale durant toute l'étude.
Impact sur les animaux
Les injections intra-musculaires d'anxiolytiques pour le transport et l'installation de l'animal peuvent induire un stress léger et une courte douleur (quelques secondes). La contention de l'animal et l'installation d'une voie veineuse périphérique peut induire un stress modéré et une douleur légère. Une perte de sang modérée peut avoir lieu lors de la pose des canules.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à la fin de la procédure pour prélèvements d'organes en vue de l'étude des tissus.
Remplacement
Le SDRA est une pathologie qui implique des interactions complexes entre les systèmes respiratoire, cardiovasculaire et rénal. Les modèles in vitro ou informatiques ne permettent pas de reproduire de manière fidèle ces interactions systémiques. L'utilisation d'animaux vivants est essentielle pour étudier l'assistance circulatoire et les échanges gazeux. Enfin, une étude pré-clinique est essentielle pour la ProtekDuo avant de conduire des études cliniques de grande envergure en pathologie humaine.
Réduction
Le modèle de SDRA est déjà maitrisé par notre équipe ce qui permet de s'affranchir d'une mise au point du modèle. Nous avons utilisé un test statistique pour calculer le nombre d'animaux nécessaire pour mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en petits groupes pour réduire leur stress et leur angoisse. Leur environnement est aménagé avec des jouets (balles, cordes) pour les stimuler et favoriser leur bien-être. Avant le début de l'expérience, ils ont une période d'acclimatation d'au moins sept jours pour s'habituer à leur nouveau cadre de vie et réduire le stress. Avant l'intervention, on leur donne des médicaments pour les détendre et pour soulager la douleur. Durant l'expérience, les animaux sont sous anesthésie et analgésie profonde, et leurs paramètres vitaux (fréquence cardiaque, respiratoire, pression artérielle) sont surveillés en continu. Si un signe de douleur ou de réveil apparaît, les médicaments sont ajustés immédiatement pour garantir leur confort. Des points limites à chaque étape du protocole ont été établis.
Choix des espèces
Le choix du porc comme modèle animal et le stade préclinique de cette étude sont justifiés par la nécessité de pouvoir mettre en place une assistance circulatoire et le modèle de détresse respiratoire. Les cochons adultes présentent en effet un volume de sang circulant et une anatomie cardio-pulmonaire comparables à celle de l'humain, ce qui nous permettra de valider nos observations pour envisager des études randomisées chez l'humain par la suite. Cette démarche est essentielle pour faire progresser la recherche médicale, améliorer les traitements et garantir la sécurité des thérapies avant leur application clinique. Un animal adulte de 50kg a été choisi afin de reproduire la prise en charge d'un patient adulte à l'hôpital.
Adaptation d’une nouvelle technologie pour le soutien pulmonaire chez un modèle porcin de détresse respiratoire aiguë EU2/2
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Les cochons reçoivent une injection de calmant, sont transportés d'un établissement à l'autre, reçoivent une perfusion intraveineuse, puis passent sous anesthésie générale pour toute la suite. L'assistance circulatoire est installée en trente minutes, puis une détresse respiratoire aiguë est provoquée pendant deux heures par lavage pulmonaire et ventilation artificielle agressive, avant trente-six heures de suivi et de prélèvements sanguins réguliers. 32 cochons adultes de 50 kg vont être utilisés dans ce volet du projet, opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil. Leurs organes sont prélevés pour l'étude des tissus.
Objectifs
Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) est une maladie grave des poumons qui empêche l'oxygène de bien passer dans le sang. Il peut être causé par des infections sévères, comme ce fut le cas pour de nombreux patients atteints de Covid-19 en 2020. Les personnes touchées sont souvent placées en réanimation et traitées avec différents médicaments et techniques, allant des corticoïdes au coma artificiel. Dans les cas les plus graves, quand les poumons ne parviennent plus du tout à oxygéner le sang malgré tous les traitements, une machine appelée ECMO (oxygénation par membrane extracorporelle) peut être utilisée. Cette technique remplace temporairement la fonction pulmonaire en faisant passer le sang du patient dans une membrane qui l’oxygène avant de le réinjecter dans le corps. Depuis 2019, un type particulier d’ECMO, appelé ECMO veino-pulmonaire (ECMO-VP), a été développé avec une canule spéciale nommée ProtekDuo. Cette canule permet à la machine d'oxygéner le sang et de l'envoyer directement vers les poumons. Bien que cette technique soit déjà utilisée pour traiter certaines défaillances cardiaques, elle n’a été testée qu’exceptionnellement dans le SDRA, notamment lors de la crise du Covid-19, faute d’autres solutions disponibles. Cependant, les rares études menées sur cette approche sont rétrospectives (basées sur des observations passées), avec très peu de patients et sans comparaison rigoureuse avec d’autres traitements. Il est donc impossible de savoir si cette technique est réellement efficace et sécurisée. Quelques rapports médicaux ont suggéré une possible réduction du risque de décès et des complications rénales, mais sans en comprendre les mécanismes. Ce projet vise donc à étudier en détail cette méthode sur un modèle porcin, un animal dont l’organisme fonctionne de manière proche de celui des humains. L’objectif est d’analyser son effet sur la circulation sanguine, la respiration et les reins, afin de mieux comprendre son fonctionnement et d’évaluer son potentiel avant toute application plus large chez l’homme. Le projet se déroulera dans 2 établissements utilisateurs différents (appelés EU1 et EU2)
Bénéfices attendus
Cette étude est une recherche menée sur l’animal pour mieux comprendre comment l’ECMO veino-pulmonaire (ECMO-VP) pourrait aider les patients atteints de SDRA sévère. Cette étape est essentielle avant d’envisager son utilisation à grande échelle chez l’humain. Le SDRA réfractaire est une maladie extrêmement grave, avec un taux de mortalité d’environ 40%. De plus, les patients ont plus de chances de survivre s’ils ne développent pas de problèmes rénaux, ce qui fait de la protection des reins une priorité dans leur traitement. À court terme, cette étude pourrait permettre de voir si l’ECMO-VP peut protéger les reins en améliorant la circulation sanguine, ce qui pourrait encourager son utilisation en réanimation. À long terme, si les résultats sont positifs, cela ouvrira la voie à des essais cliniques de grande envergure chez des patients en réanimation. L’objectif final est d’améliorer les traitements du SDRA et de repenser les stratégies de prise en charge pour augmenter les chances de survie.
Procédures
Les animaux auront tout d'abord une injection d'un calmant afin de réduire le stress dû à la manipulation (durée 2 minutes) dans l'EU2 puis ils seront transférés dans l'EU1 où une perfusion intraveineuse sera posée (2minutes) afin de permettre une anesthésie générale. A partir de ce moment, les animaux seront sous anesthésie profonde. L'assistance circulatoire sera installée (durée 30 minutes) sans chirurgie. Ensuite la détresse respiratoire sera mise en place par lavage pulmonaire et respiration artificielle agressive (2h). Le suivi des paramètres étudiés se fera sur 36h avec des prélèvements sanguins réguliers. L'animal est sous anesthésie générale durant toute l'étude.
Impact sur les animaux
Les injections intra-musculaires d'anxiolytiques pour le transport et l'installation de l'animal peuvent induire un stress léger et une courte douleur (quelques secondes). La contention de l'animal et l'installation d'une voie veineuse périphérique peut induire un stress modéré et une douleur légère. Une perte de sang modérée peut avoir lieu lors de la pose des canules.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à la fin de la procédure pour prélèvements d'organes en vue de l'étude des tissus.
Remplacement
Le SDRA est une pathologie qui implique des interactions complexes entre les systèmes respiratoire, cardiovasculaire et rénal. Les modèles in vitro ou informatiques ne permettent pas de reproduire de manière fidèle ces interactions systémiques. L'utilisation d'animaux vivants est essentielle pour étudier l'assistance circulatoire et les échanges gazeux. Enfin, une étude pré-clinique est essentielle pour la ProtekDuo avant de conduire des études cliniques de grande envergure en pathologie humaine.
Réduction
Le modèle de SDRA est déjà maitrisé par notre équipe ce qui permet de s'affranchir d'une mise au point du modèle. Nous avons utilisé un test statistique pour calculer le nombre d'animaux nécessaire pour mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en petits groupes pour réduire leur stress et leur angoisse. Leur environnement est aménagé avec des jouets (balles, cordes) pour les stimuler et favoriser leur bien-être. Avant le début de l'expérience, ils ont une période d'acclimatation d'au moins sept jours pour s'habituer à leur nouveau cadre de vie et réduire le stress. Avant l'intervention, on leur donne des médicaments pour les détendre et pour soulager la douleur. Durant l'expérience, les animaux sont sous anesthésie et analgésie profonde, et leurs paramètres vitaux (fréquence cardiaque, respiratoire, pression artérielle) sont surveillés en continu. Si un signe de douleur ou de réveil apparaît, les médicaments sont ajustés immédiatement pour garantir leur confort. Des points limites à chaque étape du protocole ont été établis.
Choix des espèces
Le choix du porc comme modèle animal et le stade préclinique de cette étude sont justifiés par la nécessité de pouvoir mettre en place une assistance circulatoire et le modèle de détresse respiratoire. Les cochons adultes présentent en effet un volume de sang circulant et une anatomie cardio-pulmonaire comparables à celle de l'humain, ce qui nous permettra de valider nos observations pour envisager des études randomisées chez l'humain par la suite. Cette démarche est essentielle pour faire progresser la recherche médicale, améliorer les traitements et garantir la sécurité des thérapies avant leur application clinique. Un animal adulte de 50kg a été choisi afin de reproduire la prise en charge d'un patient adulte à l'hôpital.
Effet d’un nouvel anti-inflammatoire sur la circulation sanguine et le pronostic neurologique dans un modèle d’arrêt cardiaque chez le cochon EU2/2
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
Un calmant est injecté, puis une anesthésie générale posée, avant qu'une stimulation dans le ventricule droit ne déclenche une fibrillation et un arrêt cardiaque. Suivent quinze minutes de réanimation par massage cardiaque mécanique, quatre heures d'anesthésie, un réveil, vingt-quatre heures de surveillance, puis une nouvelle anesthésie et la mise à mort pour prélever les organes. 26 cochons vont être utilisés ainsi, répartis entre deux établissements, pour tester un anti-inflammatoire sur les lésions cérébrales qui suivent un arrêt cardiaque. Le porteur écrit que le massage mécanique peut causer des lésions internes douloureuses pendant les vingt-quatre heures suivant le réveil, et classe l'ensemble en souffrance modérée.
Objectifs
L'arrêt cardiaque correspond à l'arrêt brutal de la circulation sanguine et de la respiration. En Europe, seulement 11,7 % des personnes victimes d'un arrêt cardiaque en dehors de l'hôpital survivent. Cependant, à peine 7 % d'entre elles retrouvent un bon état neurologique, c'est-à-dire sans séquelles importantes. Au fil des années, les progrès scientifiques et technologiques ont permis d'améliorer les chances de survie. Par exemple, le massage cardiaque effectué rapidement par un témoin et l'utilisation précoce de défibrillateurs semi-automatiques ont considérablement augmenté les chances de survie. De nombreux facteurs influencent le pronostic, (temps écoulé avant le début des massages, problème de ventilation, ...) et ne permettent pas toujours de prédire avec précision l'évolution pour chaque patient. C'est pourquoi une étude comparative est essentielle pour mieux comprendre et améliorer les traitements actuels , en particulier pour étudier un nouvel anti-inflammatoire utile en urgence. Le projet se déroule dans 2 établissements utilisateurs différent (noté EU1 et EU2).
Bénéfices attendus
Ce projet étudie les effets d'un nouveau médicament sur l'inflammation et les dommages au cerveau causés par un manque temporaire de circulation sanguine. Ces connaissances aideront à mieux comprendre pourquoi la circulation sanguine devient instable et comment des lésions cérébrales peuvent se produire après un arrêt cardiaque.
Procédures
Les animaux auront tout d'abord une injection d'un calmant afin de réduire le stress dû à la manipulation (durée 2 minutes) dans l'EU1 puis une perfusion intraveineuse sera posée afin de permettre une anesthésie générale (2minutes). A partir de ce moment, les animaux seront sous anesthésie profonde et subiront un arrêt cardiaque puis une réanimation qui durera 15 minutes (opérations dans l'EU2). Ils resteront anesthésiés pendant 4h après l'arrêt cardiaque avant d'être réveillés et surveillés pendant 24h (retour dans l'EU1). Après 24h, Ils recevront une nouvelle injection de calmant et une nouvelle anesthésie avant mise à mort pour réaliser les prélèvements terminaux.
Impact sur les animaux
Nuisances : douleur due à l'injection de la prémédication en intra-musculaire (20 secondes) ; Risques inhérents à la procédure : Induction d'une fibrillation ventriculaire par stimulation dans le ventricule droit provoquant un arrêt cardiaque, une hypoxie globale et un stress métabolique chez l’animal (24h). La procédure implique un massage cardiaque mécanique qui peut engendrer des lésions physiques internes, douloureuses au réveil de l'animal (24h).
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à la fin de la procédure pour prélèvements d'organes en vue de l'étude des tissus.
Remplacement
L'arrêt cardiaque et la réanimation cardio-pulmonaire touchent plusieurs systèmes du corps en même temps : le cœur, le cerveau, les vaisseaux sanguins et le système immunitaire. Ces interactions complexes ne peuvent pas être entièrement reproduites en laboratoire ou avec des modèles informatiques. Les expériences sur des cellules isolées aident à comprendre certains mécanismes mais elles ne reflètent pas le fonctionnement global d’un corps vivant, où circulent le sang, les hormones et les réponses immunitaires. Les simulations informatiques, basées sur des données existantes, ne peuvent pas prédire avec précision les réactions complexes d’un organisme entier à des traitements comme ce nouvel anti-inflammatoire.
Réduction
Le modèle est déjà en place dans notre structure permettant de réduire le nombre d’animaux à étudier, personnel formé à l’étude et à la manipulation du modèle porcin. Le nombre d'animaux a été déterminé grâce à un test de puissance statistique.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en petits groupes pour réduire leur stress et leur angoisse. Leur environnement est aménagé avec des jouets (balles, cordes) pour les stimuler et favoriser leur bien-être. Avant le début de l'expérience, ils ont une période d'acclimatation d'au moins sept jours pour s'habituer à leur nouveau cadre de vie et réduire le stress. Avant l'intervention, on leur donne des médicaments pour les détendre et pour soulager la douleur afin de les manipuler sans qu'ils aient peur ou soient soumis à des traitements douloureux. Durant l'expérience, les animaux sont sous anesthésie et analgésie profonde, et leurs paramètres vitaux (fréquence cardiaque, respiratoire, pression artérielle) sont surveillés en continu. Si un signe de douleur ou de réveil apparaît, les médicaments sont ajustés immédiatement pour garantir leur confort. Après l'intervention, les animaux sont placés en salle de réveil où ils sont surveillés de manière continue. Leur état et leur paramètres vitaux sont suivis de près pour détecter rapidement toute anomalie ou signe de détresse. Des points limites à chaque étape du protocole ont été établis.
Choix des espèces
Le choix du porc comme modèle animal et le stade préclinique de cette étude sont justifiés par la nécessité de simuler avec précision les conditions humaines d’un arrêt cardiaque et d’une réanimation afin d’évaluer l’impact d’un traitement. Cette démarche est essentielle pour faire progresser la recherche médicale, améliorer les traitements et garantir la sécurité des thérapies avant leur application clinique. Un animal adulte de 50kg a été choisi afin de pouvoir réaliser une réanimation cardio-pulmonaire permettant de reproduire la prise en charge d'un patient adulte à l'hôpital.