Cochons
Validation de la perforation des microaiguilles et de leur maintien sur le modèle de porc
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Valider un patch de micro-aiguilles avant le dépôt d'un dossier réglementaire et une mise sur le marché : deux porcs de 40 à 60 kg sont utilisés dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Chacun est hébergé seul trois à quatre jours, puis anesthésié par injection intramusculaire et maintenu sous anesthésie gazeuse pendant environ quatre heures, le temps de dix applications de patchs de vingt-cinq minutes chacune. Les sites de pose sont ensuite prélevés, et le porteur indique préférer la mise à mort aux complications que causeraient de multiples plaies. Il décrit le marché visé, à la croisée de la dermatologie et de la thérapie photodynamique, et présente l'évaluation sur des animaux non-humains comme un "impératif réglementaire".
Objectifs
Les cancers de la peau dus à une exposition excessive au soleil sont en forte croissance : l'OMS en dénombre 2 à 3 millions par an. Pour les traiter, il faut parfois recourir à une ablation localisée. C'est pour éviter ce geste que la thérapie photodynamique (PDT) est née. On applique sur la peau une crème dont le médicament, sous excitation lumineuse, attaque et détruit les cellules tumorales. Mais cette technique n'est pas efficace si la lésion est profonde, l’efficacité du traitement étant limité par pénétration modérée du médicament, ce qui empêche l'accès aux couches profondes de la peau. Rendent la PDT inadaptée au traitement de certains type de cancer de la peau dont les cellules tumorales se trouvent dans des couches de peau plus profondent. Pour pallier ce manque de pénétration des médicaments, un patch de micro-aiguilles a été developpé. Les micro-aguilles atteignent des couches plus pronfondent de la peau et permettent grâce au couplage avec un système d'illumination de traiter les lésions plus en profondeur. L'objectif du projet est donc de tester un dispositif médical intégrant : (i) un patch micro-aiguilles (MN) déjà approuvé pour des dispositifs médicaux implantés ; (ii) un composant optique pour l’irradiation avec un champ large (~ 2-3 cm2) de la peau et en profondeur ; (iii) un applicateur de patch de MN et un système de couplage entre le composant optique et le patch de MN. Le marché visé est à la croisée du marché des MN, qui se tourne aujourd’hui activement vers la dermatologie, et du marché de la PDT, à la recherche de dispositifs intégrés bas coût et simples d’utilisation pour se développer. Le projet lèvera notamment le verrou de l’intégration patch MN/composant optique, et permettra de fournir les éléments (sécurité dans le cas d’usage, processus de stérilisation, étude de biocompatibilité…) nécessaires à l’établissement du dossier réglementaire pour mener des études cliniques. Dans le cadre des tests décrits dans ce protocole, il s’agit de valider sur un modèle animal représentatif des tissus humains (1) la perforation des microaiguilles d’une part et (2) leur maintien in situ.
Bénéfices attendus
Le projet permettra d'obtenir des données fiables sur le fonctionnement du système de pose du dispositif et son maintien en conditions réelles d'utilisation. Il permettra de passer a l'étape supérieur afin de répondre au exigences réglementaire concernant la constitution des dossiers en vue d'une mise sur le marché, et ainsi d'assurer la sécurité des patients recevant les produits. Les données obtenues feront partie du dossier réglementaire pour passer aux essais cliniques. A terme cela permettra un meilleur traitement des cancers de la peau, plus aisé et rapide pour le praticien, et moins douloureux pour le patient.
Procédures
Les animaux seront hébergés individuellement pendant la période d'accclimatation pendant 3 à 4 jours. Ils seront anesthésiés pour réaliser l'application des dispositifs. Il s'agira d'une anesthésie chimique. L'injection sera réalisée dans le muscle et sa durée n'excédera pas quelques secondes. Les animaux seront maintenus anesthésiés par une anesthésie gazeuse pendant envirion 4H. Cette durée est estimée en fonction du nombre d'application du dispositif, soit 10 applications à raison de 25 minutes par application.
Impact sur les animaux
Les patchs micro-aiguilles ont déjà été approuvés pour des dispositifs médicaux implantés. Il n'y aura pas de molécules dans les patchs et un leurre du système PDT (photothérapie dynamique) sera utilisé en lieu et place du système réel. Par conséquent les effets néfastes attendus sur les animaux seront : - le stress engendré par l'hébergement individuel pendant l’acclimatation. - la douleur légère pendant l’induction de l’anesthésie. - les éventuelles réactions inflammatoire/irritation provoqués par les patchs.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés en fin d'étude pour prélever les sites afin de réaliser des analyses. Les sites de prélèvement seront nombreux et localisés sur différents endroits par conséquent nous préférons l’euthanasie aux souffrances et éventuelles complications causées par les multiples plaies occasionnées.
Remplacement
L'évaluation in vivo des dispositifs médicaux sous leur forme finale est un impératif réglementaire. Si une partie de l'évaluation se fait lors des essais cliniques (chez l'Homme), ces essais cliniques doivent impérativement être précédés de tests chez l'animal afin de valider le fonctionnement des systèmes de pose en conditions réelles d'utilisation, la non dangerosité des dispositifs, et leurs performances. Ce projet est également nécessaire pour constituer le dossier réglementaire en vue de passer aux essais cliniques. De plus, certains tests, à l'image des tatouages encrés pour évaluer la profondeur de perforation des aiguilles, ne peuvent être reproduit sur les peaux artificielles.
Réduction
L'utilisation des animaux vivants ne survient qu'en fin de développement du dispositif, afin d'obtenir les données finales nécessaires pour permettre ensuite la mise en place d'essai cliniques, puis la mise sur le marché. De ce fait, le nombre d'animaux se trouve réduit au minimum nécessaire pour l'obtention de données suffisemmant fiables sur le fonctionnement du système de pose du dispositif et son maintien en "conditions réelles". La possibilité d'appliquer plusieurs dispositif sur différents site sur un même animal, permet également de réduire le nombre d'animaux utilisés
Raffinement
Les deux animaux étant espacés de 3 semaines, ils seront hébergés individuellement avant le jour d'implantation des patchs. Pour palier cet isolement, ils seront placés dans une salle dans laquelle des porcs sont déjà présent et dans des boxes où ils peuvent se voir, se toucher au travers de barreaux. Ils disposeront d’un environnement confortable avec une litière propre, des jouets et ils seront régulièrement examinés et caressés voire brossés par les soigneurs. La durée de la période d'acclimatation de 7 jours habituellement sera réduite à 3-4 jours afin de réduire la l'impact de l’hébergement individuel sur les animaux. Le suivi quotidien des animaux et les pesées hebdomadaires sont assurés par le personnel technique et animalier habilité et habitué à travailler avec des porcs. Les animaux suivront également un programme de socialisation afin de réduire le stress engendré par les actes quotidiens. Des points limites sufisamment prédictif sont mis en place et en cas d'atteinte de l'un d'eux sans qu'aucune action au préalable ne puisse permettre le retour à l'état basal de l'animal, alors le protocole sera interrompu et l'animal mise à mort selon les modalités éthique. Pendant la procédure chirurgicale, les animaux sont maintenus sous anesthésie générale avec une surveillance constante de leurs paramètres vitaux (Fréquence cardiaque, pression sanguine, température). La procédure est réalisée sous anesthésie générale avec une analgésie chimique adaptée.
Choix des espèces
Le porc est l'espèce animale se rapprochant anatomiquement le plus de l'homme ; notament dans la structure de la peau (couche cornée et ratio derme/epiderme équivalent). Cette similitude permet d'évaluer avec une plus grande certitude les effets attendus en clinique. Sa taille, plus importante permet également l'application de plus de dispositif chez un seul animal, permettant de réduire le nombre d'animaux utilisé. 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 40kg à 60kg 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.
Evaluation du profil pharmacocinétique d’un candidat-médicament par des prélèvements d’échantillons biologiques chez le porc
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Après ce projet, 110 des 128 cochons utilisés doivent, d'après les prévisions, être réutilisés dans un autre projet après accord du vétérinaire, et les 18 autres tués pour des prélèvements terminaux ou parce que leur état ne permet pas de les réutiliser. Tous vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour mesurer la concentration d'un futur candidat-médicament dans leur sang, leur urine et leurs tissus. Ils peuvent subir des prises de sang éveillés, jusqu'à cinq biopsies de peau sous anesthésie locale à chaque temps de prélèvement, jusqu'à trois biopsies d'organes en 24 heures sous anesthésie générale, la pose chirurgicale d'un cathéter ou d'une chambre implantable, des jeûnes de 24 heures et jusqu'à 48 heures seuls en cage à métabolisme. Le porteur présente le recours aux animaux non-humains comme "un passage obligatoire" avant toute administration à l'humain, et affirme que le porc est l'espèce "la plus adaptée", sans donner de critère.
Objectifs
Les études de pharmacocinétique sont essentielles pour étudier le devenir d'un candidat-médicament dans l'organisme. Le projet consiste à évaluer le profil phamarcocinétique d'un futur candidat-médicament chez le porc après son administration grâce à des prélèvements d'échantillons biologiques (sang, urine, tissus). Ces prélèvements permettront de mesurer la concentration du produit ainsi que d'éventuels marqueurs biologiques dans les différents échantillons à différents temps post-administration.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont la découverte et la mise sur le marché de nouveaux médicaments 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. Pour l’animal, les bénéfices attendus sont principalement une amélioration des connaissances scientifiques pour l’espèce utilisée (porc) grâce au développement de méthodes de raffinement de plus en plus adaptées et à la sélection de l’espèce la plus adéquate pour répondre aux objectifs scientifiques attendus.
Procédures
Les animaux seront administrés avec les composés à tester par différentes voies (environ 2min). Des prélèvements de sang seront enuite réalisés sur l'animal vigile (environ 2min). Des biopsies de peau (maximum 5 prélèvements par temps avec un temps de récupération minimum de 10j) sous anesthésie locale (environ 15min) ou des biopsies d'organes (maximum 3 sur 24h) sous anesthésie générale (environ 2h) pourront être réalisées. Les animaux pourront être placés dans des cages pour le recueil de l'urine (durée maximum 48h avec un temps de détente à 24h). Une chambre implantable ou un cathéter pourront être posés pour réaliser des prélèvements ou une administration (chirurgie de moins de 2h) et ensuite retirés si nécessaire lors d'une chirurgie également (environ 30min). Les animaux pourront également être mis à jeun (maximum 24h) avant les chirurgies et avant l'administration du composé.
Impact sur les animaux
Les conséquences éventuellementindésirables des produits ne peuvent pas être anticipés au début du projet. Par conséquent, des discussions seront engagés avec les responsables du bien-être animal pour ajuster les méthodes d'observation des animaux, en vue de préparer des traitements pour d'éventuels symptomes cliniques. Dans le cadre de ce projet, les animaux pourraient éprouver un stress en raison de la restriction alimentaire avant chirurgie ou avant l'adminsitration du composé, de l'induction de l'anesthésie ainsi que durant la période post-opératoire. Ils pourraient également connaitre une douleur équivalente à la piqure d'une aiguille lors de l'administration du produit et des prélèvements sanguins. Ils pourraient également subir un stress lié à leur hébergement individuel en cage à métabolisme pour la collecte d'urine ou suite à une chirurgie.
Devenir
Réutilisation des animaux dans un autre projet ayant un degré de sévérité sans réveil, léger ou modéré après accord du vétérinaire. Certains animaux pourront être euthanasiés en fin de projet pour réalisation de prélèvements terminaux ou si leur état général ne permet pas d'envisager de réutilisation.
Remplacement
Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, ce projet est réalisé chez le porc car il n’existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer 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 porc est l’espèce qui est la plus adaptée 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. Nombre d’animaux minimal et suffisant par groupe pour réaliser une analyse statistique : 3 ou 4/ par groupe à raison de 8 études par an. Pour obtenir un nombre suffisant de données scientifiques, le nombre d’animaux qui sera utilisé est notifié dans le paragraphe portant sur le nombre estimé d'animaux utilisés. 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, • Un protocole d'analgésie adapté pour la chirurgie et la période post-opératoire et un suivi post-opératoire de l’état de santé des animaux avec des soins et un enrichissement adaptés afin de permettre une bonne récupération des animaux, • La réduction du volume sanguin prélevé grâce à l’amélioration de la sensibilité des méthodes d’analyse, • La familiarisation des animaux aux procédures expérimentales.
Choix des espèces
Ce projet pratiqué sur l'animal ne peut être remplacé par d'autres méthodes expérimentales car ces méthodes de substitution (in vitro ou in silico) n'existent pas ou si elles existent, elles ne sont pas suffisantes pour répondre aux objectifs scientifiques du projet. 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.
Formation aux techniques de manipulation chez les porcs et chiens.
- Formation professionnelle
Cochons : 40
Issus autant que possible d'études antérieures et destinés à d'autres études ensuite, 40 cochons et 40 chiens vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Le personnel en formation s'exerce sur eux aux gestes techniques du laboratoire, sans produire de connaissance. Sur animal vigile, ils reçoivent des injections par voie orale, sous-cutanée, intramusculaire ou intraveineuse et jusqu'à quatre prises de sang de 0,5 à 2 mL, dans la limite de 20 % du volume sanguin sur 24 heures, et sous anesthésie une ponction de liquide céphalorachidien d'environ une heure. Le porteur affirme que les méthodes de substitution "n'existent pas ou, si elles existent, elles ne sont pas suffisantes", les gestes exigeant selon lui un animal vivant pour évaluer les critères de réussite.
Objectifs
L’objectif du projet est la formation du personnel en contact avec les animaux aux gestes techniques réalisés sur les chiens et les cochons. Il s'inscrit dans le cadre de l'acquisition de la compétence des expérimentateurs (arrêté du 1er février 2013, Bonnes pratiques de laboratoire, AAALAC). Ce projet reprend un certain nombre de gestes techniques couramment utilisés au sein du laboratoire et devant être acquis par les expérimentateurs. Cette formation permettra une totale maitrise des gestes techniques lors de l’inclusion en études des animaux. Ces gestes sont réalisés par du personnel en formation sous la supervision d'un expérimentateur formé.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont la maitrise de gestes techniques à réaliser sur les chiens ou les cochons par les expérimentateurs. La formation initiale des personnes doit être complétée par une fomation spécifique en fonction des études qu'elles seront amenées à faire pour maitriser les gestes en toute sécurité
Procédures
Dans ce projet, les animaux auront des injections par différentes voies (orale, sous-cutanée, intramusculaire ou intraveineuse) avec -2 min par administration. Des prélèvements de sang seront réalisés sur l’animal vigile (2 minutes par prélèvement) et des prélèvements de liquide céphalo-rachidien seront réalisés sur animal anesthésié (durée d’environ 1h). Les prélèvements de sang seront en général de 0.5 à 2 mL, avec un maximum de 4 prélèvements et/ou dans la limite de 20% du volume sanguin total sur 24h. Les prélèvements de liquide céphalo-rachidien seront d’un volume maximal de 0,2 ml sur 7 jours. Pour le chien, le prélèvement d'urine sera à une fréquence de 2 fois sur 24h d'une durée totale de 15 minutes.
Impact sur les animaux
Les animaux de ce projet pourront subir un stress lié à une douleur équivalente à la piqûre d'une aiguille lors de l'administration ou de l'anesthésie ou de prélèvement sanguin. Les gestes techniques enseignés et réalisés sous la supervision d’un expérimentateur formé ne doivent pas affecter la bonne santé / l'état général des animaux utilisés. En cas de mauvaise réalisation du geste concerné et/ou d'impact négatif sur l'animal, un échange se fera avec les responsables Bien-Etre Animal pour adapter les outils d'observation/de manipulation des animaux.
Devenir
Réutilisation des animaux dans une étude ayant un dégré de sévérité sans réveil ,léger ou modéré, après accord du vétérinaire.
Remplacement
Ce projet pratiqué sur l'animal ne peut être remplacé par d'autres méthodes expérimentales car ces méthodes de substitution (in vitro ou in silico) n'existent pas ou si elles existent, elles ne sont pas suffisantes pour répondre aux objectifs éducatifs du projet. Avant tout début de formation, la formation débute par une partie théorique avec une personne expérimentée et certains gestes pourront être réalisés sans animaux. Les gestes à acquérir, par du personnel déjà formé aux techniques de base de l'expérimentation animale, imposent que l’animal soit vivant pour évaluer les critères de réussite.
Réduction
Dans la mesure du possible, les animaux seront issus d'études et seront utilisés, après avis du vétérinaire, pour plusieurs gestes techniques de ce projet. Une supervision étroite garantira une utilisation des animaux en minimisant le risque d'erreur.
Raffinement
Les procédures seront réalisées par du personnel compétent déja formé aux sciences et techniques des animaux de laboratoire, mais devant acquérir une expertise supplémentaire. Ce personnel de formation sera sous la supervison d'une personne experte. Le raffinement sera obtenu par • La mise au point de procédures rigoureuses, , • Un suivi quotidien de l’état de santé des animaux, • Le recours à des procédures les moins invasives possibles, • Le suivi d’éventuel ses signes cliniques et des points limites, •Des protocoles d'anesthésie et d'analgésie adaptés et maitrîsés, un suivi de l'état de santé des animaux ainsi que des soins adaptés pour permettre une bonne récupération, • La mise en groupe des animaux, • La mise en place de jouets dans les cages. • Le recours aux procédures d’euthanasie dès que nécessaire. Ces phases de formation servent également de training et/ou de maintien d'exercice de travail afin que les animaux ne perdent pas leur niveau d'habituation acquis lors d'étude antérieur et pouvant servir lors d'étude postérieure.
Choix des espèces
Les espèces (porcs, chiens) qui seront utilisées dans ce projet correspondent aux espèces cibles autorisées pour l’établissement utilisateur, que les personnes en formation auront à manipuler au cours des expérimentations. Les animaux qui seront utilisés seront adultes. Pour les porcs, les animaux seront sevrés en croissance. Ce projet ayant pour but la formation du personnel, il n'aura pas pour objectif d'étudier d'autres stades de développement.
Essai d’efficacité et de sécurité de nouveaux dispositifs chirurgicaux en chirurgie mini-invasive
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles urogénitaux
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Une trentaine de dispositifs médicaux, instruments, implants ou logiciels, vont être testés sur des cochons en prestation de service, pour des équipes internes ou extérieures à l'établissement. 380 cochons vont être utilisés, tous mis à mort à l'issue pour une autopsie, les uns opérés sous anesthésie et tués sans réveil, les autres réveillés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les interventions durent jusqu'à quatre heures sous anesthésie générale, et la survie des porcs charcutiers est plafonnée à six mois, pour limiter les contraintes liées à des cochons qui peuvent dépasser 100 kg. Le porteur écrit avoir réduit leur nombre "afin d'obtenir des résultats statistiquement exploitables", puis qu'il ne fait "pas de tests statistiques".
Objectifs
Ce projet de recherche et de développement vise à répondre à différentes demandes de validation préclinique de dispositifs médicaux (DM) innovants sur modèle porcin. Selon la réglementation, on entend par DM, tout instrument, implant, appareil, équipement, logiciel ou réactif utilisé, seul ou en association, à des fins médicales chez l’Homme. Ce projet détaille les procédures pouvant être utilisées chez les porcs pour évaluer des DM, en assurant leur prise en charge médicale selon les niveaux de complexité des interventions. La mise en œuvre du projet s’appuie sur l’expertise de nos équipes dans les approches chirurgicales mini-invasives, pour tester l'efficacité et la sécurité de DM en recourant à des méthodes et des équipements à la pointe de la technologie et de l’innovation. Dans le but de répondre à la demande de prestation de service aussi bien en recherche et développement que pour la réalisation d’études conformes aux BPL (Bonnes Pratiques de Laboratoire), ce projet vise à couvrir de façon générale plusieurs DM dont la pertinence scientifique et la licéité de mise en œuvre chez l’animal auront été préalablement évaluées par le comité scientifique de l’établissement. Dans le cadre de ces tests réalisés pour des équipes internes ou externes, deux types d’événements sont explorés : ceux liés directement au DM testé et ceux qui sont en rapport avec la technique d’implantation ou opératoire. L’objectif est d’évaluer les principales complications pouvant apparaitre pour établir le rapport bénéfice/risque du dispositif médical testé.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus lors de ce projet concernent l’effiacité thérapeutique et la sécurité (éviter les effets secondaires) de dispositifs médicaux utilisables chez des patients humains principalement dans le domaine chirurgical.
Procédures
La plupart des actes se dérouleront sous anesthésie générale. Ainsi, les cochons vont recevoir une injection de sédatif en intramusculaire (durée d'une minute environ). Lorsqu’une intervention sous anesthésie est prévue, sous sédation, un cathéter intraveineux sera posé sur une veine de l’oreille, l’animal étant profondément sédaté, il n’y a que peu de réaction à cet acte qui dure environ une minute. La suite de l’intervention se déroule sous anesthésie générale maintenue par un respirateur permettant de nous assurer de l’absence de toute réaction ni souffrance pendant la durée de l'intervention pouvant aller jusqu'à 4h maximum. Pour les injections intramusculaires de traitement post-opératoire (antidouleurs notamment), là aussi, nous prenons nos dispositions pour que l’injection soit la moins stressante, la moins douloureuse et la plus courte possible (durée d'une minute environ). La prise de médicaments par voie orale ne présente pas de contrainte pour les animaux grâce au mélange dans un aliment ou une boisson appétente (durée d'une minute environ).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables pour les animaux sont liés aux actes suivants : - Anesthésie : injection intra-musculaire (douleur transitoire au site d'injection), pose de cathéter à la veine auriculaire (douleur locale au site d'insertion du cathéter, risque d'hématome), risque d’hyperthermie maligne liée aux anesthésiques, risque de défaillance cardiorespiratoire - Pose du dispositif ou test d’un instrument/équipement/réactif/logiciel : douleur et/ou infection au site de pose/test, réaction inflammatoire locale, saignement transitoire - injections : * intra-veineuses: elles sont faites dans le cathéter limitant ainsi la douleur locale (on ne pique qu'une fois) et le risque d'hématome. * sous-cutanées ou intra-musculaire : douleur locale. * Les susbtances injectées sont toutes médicamenteuses, un des rares effets indésirables potentiels serait une réaction allergique
Devenir
L’ensemble des animaux est mis à mort en fin de projet car une autopsie doit être réalisée afin de prélever des organes et ainsi d’étudier l’effet du dispositif médical.
Remplacement
Toute évaluation d’un dispositif médical doit apporter des preuves suffisantes de son efficacité et de sa sécurité pour autoriser son utilisation sur des patients avec un taux de réussite optimal (durée d’intervention, efficacité du geste). L’étude initiale du DM sur simulateurs et modèles ex vivo permet d’en tester le concept et la faisabilité technique. Elle doit être souvent complétée par des études de compatibilité, d’efficacité et de sécurité qui nécessitent une phase d’expérimentation sur organisme entier vivant. Les procédures innovantes sont ainsi reproduites dans des conditions proches de la clinique, précliniques, qui incluent également les situations parfois difficiles liées aux voies d’abord, repères anatomiques, complications. Il n’existe pas de modèle ex-vivo ou d’autres possibilités de remplacement suffisantes pour valider intégralement l’efficacité et la sécurité de certains DM avant leur utilisation chez l’Homme, en particulier dans les contextes d’indications chirurgicales effectuées par des approches mini-invasives innovantes. A un stade de développement avancé, il devient nécessaire d’intervenir sur organisme entier vivant pour reproduire des situations cliniques, parfois complexes, de façon réaliste, en prenant en compte les complications éventuelles (voies d’abord, repères anatomiques, hémorragie, nécrose, viabilité des organes, compatibilité…). Les résultats des expérimentations animales permettront de rejeter des DM /procédures inefficaces et/ou dangereux en conditions « réelles », d’élaborer de manière optimale les protocoles de recherche cliniques en cas de résultats positifs et, à terme, de valider de nouveaux DM/ procédures cliniques innovantes utilisables chez les patients humains.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit au maximum afin d’obtenir des résultats statistiquement exploitables permettant d’envisager une application chez l’Homme. Les interventions sont réalisées par des chirurgiens experts, ce qui limite le nombre d’animaux nécessaires en optimisant le taux de succès. Chaque DM sera testé préalablement sur un faible effectif d’animaux (2 à 6) avant d’engager une étude plus complète après avis d’experts et d’éventuelles améliorations du dispositif et/ou de la procédure. 380 porcs sont prévus. Ceci est une estimation a priori pour tester une trentaine de DM innovants sur la durée de ce projet. Le nombre requis précisément dépendra des caractéristiques de chaque DM, de son caractère innovant, de la complexité de la procédure, de l’expérience du chirurgien et des risques estimés. Nous ne faisons pas de tests statistiques car il s’agit de preuves de concept sur un très faible nombre d’animaux. Les usages sur le marché du DM et notre expérience montrent que 6 porcs sont généralement nécessaires pour les études de faisabilité et preuves de concept (principalement sans réveil, mais pouvant parfois être réalisées en survie sur un faible effectif), puis en moyenne 10 pour l’évaluation préclinique (sans réveil ou en survie). Nous estimons que sur les 30 DM testés en faisabilité, 70% pourraient passer en phase d’évaluation préclinique : les procédures seront d’abord soumises à un expert pour validation, puis réalisées étape par étape avec évaluations intermédiaires et propositions d’amélioration.
Raffinement
Le protocole prévoit des procédures mini-invasives réalisées sous anesthésie générale. Dans les études de faisabilité, de nombreux DM peuvent être évalués sans nécessité de réveiller l’animal en fin d’expérimentation. Dans les études de compatibilité, d’efficacité et de sécurité du DM, les animaux seront réveillés après l’intervention et seront soumis à un suivi clinique quotidien par du personnel qualifié, sous couverture antalgique dès que nécessaire, et hébergés dans un environnement contrôlé (température, hygrométrie) et enrichi : Les porcs sont des animaux sociaux, propres, avec un instinct de fouissement et d’exploration des matériaux. L’enrichissement apporté pour favoriser leurs comportements naturels comprend une stabulation en groupe social lorsque possible, la mise à disposition de jouets à mâchouiller, à manipuler (balles, jouets, chainettes...), l’accès à des zones de repos distinctes des zones de défécation. L’environnement sonore en animalerie est aussi apaisé par la diffusion de musique. Toute altération de leur état général sera reportée au vétérinaire et au responsable de l’intervention médicale qui mettront en œuvre des traitements adaptés. Des critères d’arrêt anticipé en cas de survenue de complications sont définis et validés par la structure en charge du bien-être animal. Toutes les interventions chirurgicales sont réalisées sous anesthésie générale avec monitoring et gestion de la douleur. Une surveillance rapprochée des animaux permettra d’adapter le traitement à leur état clinique sur avis vétérinaire. Les modalités d’hébergement (paramètres environnementaux, alimentation, enrichissement, socialisation) sont contrôlées quotidiennement par des animaliers habilités. Si certains animaux présentaient des signes de souffrance ou de mal-être avant la fin de la période de survie, ils seraient euthanasiés et les données exploitables collectées. Le protocole sera alors revu avec les experts et affiné avant de recommencer une nouvelle série d’animaux. La SBEA (Structure du Bien-Etre Animal) est associée aux décisions relevant du bien-être des animaux en cours d’étude. A la fin du protocole, une étude rétrospective sera réalisée afin d’améliorer de façon continue nos protocoles et nos modèles.
Choix des espèces
Le Porc est un modèle de choix de par sa taille et son anatomie comparables à l’Homme, il permet l’utilisation d’instruments et équipements de chirurgie, endoscopie notamment, conçus pour l’Homme, et ainsi de reproduire de façon pertinente les procédures en clinique. Notre laboratoire dispose d’une forte expertise sur ce modèle avec de nombreuses données scientifiques disponibles (anatomie, chirurgie…). Des porcs, jeunes adultes entre 25 et 60 Kg, seront utilisés. La taille des organes des porcs à ce stade de croissance correspond déjà à ce qui peut être observé en clinique chez l’Homme, il offre les repères anatomiques recherchés par le praticien et permet d’utiliser les mêmes équipements et matériels chirurgicaux que chez le patient. Dans certains cas, en particulier pour les survies supérieures à 3 mois, le modèle « miniporc » (15-30 kg) pourra être retenu pour ses caractéristiques de croissance plus faible. Ce modèle de cochon « miniature » permet en effet de suivre sur du long terme un dispositif in situ sans qu’il soit trop impacté par la croissance rapide de certains organes (le porc charcutier « standard » peut prendre jusqu’à 800g par jour). Pour les porcs charcutiers, la durée de survie maximale a été fixée à 6 mois afin de limiter les contraintes zootechniques liées à la manipulation d’animaux pouvant dépasser les 100kg.
Evaluation de l’addition d’une molécule anti-inflammatoire et antioxydante comme modalité de préservation des transplants rénaux et pancréatiques dans un modèle porcin
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles urogénitaux
Trente minutes d'anesthésie générale, trente minutes de laparotomie, une heure de préparation vasculaire, quinze minutes de prélèvement sanguin, puis la mise à mort et cinquante minutes de prélèvement des reins et du pancréas. 45 cochons mâles de 70 kg vont être utilisés dans cette procédure unique de trois heures au maximum, menée sous anesthésie profonde, les animaux étant tués sans jamais reprendre conscience. Le porteur décrit l'anesthésie longue comme le seul impact attendu, et présente la perfusion des organes sur machine, qui évite d'utiliser des animaux receveurs, comme "une méthode de remplacement". Les cochons n'interviennent ici qu'en qualité de donneurs, ouverts et vidés de leurs organes pour tester ex vivo une molécule ajoutée au liquide de conservation des greffons.
Objectifs
Les techniques actuelles de préservation des greffons impliquent toutes une période d’ischémie (arrêt de l'oxygénation des tissus) suite au prélèvement chez le donneur et à l’arrêt de la circulation dans l’organe, suivie par la «reperfusion », c’est-à-dire l’afflux massif de sang oxygéné suite à la transplantation chez le receveur. L’inflammation médiée par le système immunitaire inné débute au cours de la période d’ischémie et s’aggrave pendant la reperfusion. Ainsi, l’amélioration de la préservation des greffons et leur traitement ou « pré-conditionnement » avant transplantation constituent actuellement un enjeu clinique de première importance pour améliorer la survie des greffons rénaux et pancréatiques. Dans nos précédents travaux, nous avons identifié une molécule pharmacologique capable de protéger les cellules endothéliales de ces atteintes in vitro. Ce projet a pour but de confirmer ex vivo, dans un modèle de perfusion de reins et pancréas porcins en hypothermie identique à celui utilisé pour la conservation des greffons chez l’Homme, les effets extrêmement prometteurs de cette molécule sur la préservation des greffons.
Bénéfices attendus
A terme, ce projet a pour but de mettre en place une technique de pré-conditionnement des transplants rénaux et pancréatiques en injectant une molécule pharmacologique anti-inflammatoire et anti-oxydante dans le liquide de préservation au cours de la phase de préservation hypothermique entre le prélèvement et la greffe. Ce projet devrait permettre de démontrer le bénéfice d’un tel pré-conditionnement des transplants et d’affiner les conditions optimales de traitement avant de pouvoir passer à des essais cliniques chez l’Homme.
Procédures
Procédure unique sous anesthésie générale profonde, Procédure sans réveil (maximum 3h) : -Mise en place de l’anesthésie générale (30 min) – Laparotomie (30 min) – Préparation vasculaire du transplant (1h) – Prélèvement de sang (15 min) – Euthanasie sous anesthésie générale profonde (10 min) – Prélèvements des reins et du pancréas (50 min)
Impact sur les animaux
Procédure sans réveil, après anesthésie profonde longue (3h maximum) pouvant causer un stress.
Devenir
Les animaux sont mis à morts sous procédure complète d'anesthésie après un prélèvement sanguin de grand volume. Les transplants sont prélevés ensuite.
Remplacement
L’étude des paramètres de perfusion/évaluation d’un organe compatible avec une transplantation ne peut se concevoir que dans un modèle animal préclinique (donneur). Il n’existe pas de remplacement possible pour ces expérimentations qui répondent cependant aux exigences de réduction et de raffinement. Cependant, de façon à réduire le nombre d’animaux utilisés, l’étude de la revascularisation des organes après la préservation hypothermique ne sera pas réalisée dans un modèle d’allotransplantation avec utilisation de sujets supplémentaires (receveurs) mais par la mise des organes sur machine de perfusion normothermique oxygénée, constituant une méthode de remplacement.
Réduction
De manière à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés et selon les limitations de la technique de perfusion normothermique, le prélèvement de plusieurs organes et de sang sera réalisé chez un même donneur. De plus, nous avons prévu de tester 2 doses du traitement au cours de la phase de préservation. Les groupes de traitement faible dose seront réalisés en premier, et dans l’éventualité où cette modalité de traitement donnerait de bons résultats, le groupe forte dose pourra être abandonné, diminuant ainsi le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Le raffinement concernera principalement la phase pré-protocole sachant qu’il s’agit d’une procédure unique sans réveil. Les procédures chirurgicales se dérouleront sous anesthésie générale avec une analgésie adaptée. Durant les opérations, les porcs seront installés sur des tapis chauffants. La température de la pièce d’hébergement sera maintenue à la même température que chez l’éleveur, de façon établir une continuité et diminuer le stress. Enrichissement du milieu : Des Jouets et une diversification seront à disposition pendant toute la phase d’acclimatation (7jours), conformément aux moyens disponibles dans l’animalerie. Les animaux seront hébergés collectivement pendant la phase d’acclimatation.
Choix des espèces
La race de porc utilisée est Landrace x Pietrain x Large White. L’étude des paramètres de préservation des organes et de leur reperfusion ne peut se concevoir que dans un modèle animal préclinique. L’anatomie abdominale ainsi que la physiologie du porc de 70 kg sont proches de celles de l’homme adulte et font donc de cette espèce un excellent modèle préclinique pour l’analyse des transplants rénaux et pancréatiques. Jeunes mâles, 70 kg, similitudes anatomiques et physiologiques avec un homme adulte au niveau abdominal. Modèle de référence pour l’analyse des transplants rénaux et pancréatiques.
Mesures de paramètres sanguins chez le porc en post sevrage et engraissement
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
1 940 porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, dont 100 finissent morts, 500 sont réutilisés dans un second essai et 1 340 sont renvoyés à l'élevage ou vendus à d'autres éleveurs. Chaque animal peut être piqué jusqu'à quatre fois entre 21 et 180 jours d'âge, à la jugulaire ou à l'oreille, immobilisé au trépied ou au lasso, une contention qui exerce une pression sur le groin et empêche toute fuite pendant deux à cinq minutes. La finalité est de mettre au point des aliments pour porcs d'élevage conventionnel destinés à la consommation humaine, avec des enjeux que le porteur décrit comme économiques, écologiques et sociétaux. Il écrit que les animaux concernés "ne sont pas des animaux de laboratoire mais sont élevés comme en élevage porcin conventionnel", tout en les déclarant au registre européen de l'expérimentation animale.
Objectifs
La mission de notre centre de recherche est de mettre au point des aliments destinés à l’alimentation des porcs, élevés dans des élevages conventionnels à destination de l’alimentation humaine. Au cours de nos essais, nos principales mesures sont les suivantes : consommation d’aliments, évolution de la croissance, suivi de la santé des porcs. Afin d’approfondir certaines thématiques d’essais, nous sommes parfois amenés à réaliser des prélèvements sanguins pour évaluer l’impact de la nutrition sur plusieurs mécanismes de l’organisme animal (reproduction, stress, immunité, etc.). Certains de nos essais s’inscrivent dans la poursuite d’études au niveau cellulaire ayant déjà permis de réduire et cibler le nombre de paramètres à étudier sur les animaux. Le projet consiste donc à réaliser des prélèvements sanguins pour mesurer des paramètres sanguins d’intérêt pour la compréhension des mécanismes de l’organisme (marqueur d’inflammation, marqueur du stress, glycémie, enzymes hépatiques, etc.). L’objectif est d’évaluer les besoins nutritionnels des porcs à plusieurs stades physiologiques pour adapter au mieux les niveaux nutritionnels des aliments. La nutrition des animaux, comme de l’homme, a des effets simultanés sur de nombreux mécanismes biologiques dans l’organisme. Les formules alimentaires pourraient, dans certaines conditions d’élevage, avoir des effets différents sur la santé, la reproduction, le bien-être des animaux et/ou sur la qualité de leurs produits. Avant de généraliser une solution nutritionnelle à un grand nombre d’animaux en élevage, il est nécessaire d’évaluer les impacts sur l’organisme sur un nombre limité d’animaux. Les enjeux sont non seulement économiques (coût de formulation des aliments, performances des animaux), mais aussi écologiques (émissions de gaz à effet de serre), et sociétaux puisque l’alimentation participe au bien-être des animaux. Dans un contexte actuel de réduction de l’impact environnemental des pratiques d’élevages, les formulations des aliments sont particulièrement retravaillées pour incorporer de nouvelles matières premières ou ingrédients (nouvelles sources par ex) répondant à cet enjeu. Cela nécessite de réévaluer l’impact de ces nouveaux aliments sur l’organisme, la croissance et la santé des porcs.
Bénéfices attendus
L’intérêt est d’évaluer les besoins nutritionnels des porcs à plusieurs stades physiologiques pour adapter au mieux les niveaux nutritionnels des aliments. La nutrition des animaux, comme de l’homme, a des effets simultanés sur de nombreux métabolismes. Les aliments testés, bien que répondant aux besoins nutritionnels des animaux, peuvent avoir des impacts métaboliques non décelables macroscopiquement par la seule observation des animaux. Les formules alimentaires pourraient, dans d’autres conditions d’élevage, avoir des effets différents sur la santé, la reproduction, le bien-être des animaux et/ou sur la qualité de leurs produits. Avant de généraliser une solution nutritionnelle à un grand nombre d’animaux en élevage, il est nécessaire d’évaluer les impacts métaboliques sur un nombre limité d’animaux. Pour cela, il est fait appel à des marqueurs tissulaires permettant d’évaluer le statut nutritionnel, l’état de santé, l’état immunitaire ou de stress de l’animal avant et après application d’une stratégie alimentaire. Les enjeux sont non seulement économiques (coût de formulation, performances des porcs), mais aussi écologiques (émissions de gaz à effet de serre), et sociétaux puisque l’alimentation participe au bien-être des animaux. Dans un contexte actuel de décarbonation des pratiques d’élevages, les formulations des aliments sont particulièrement retravaillées pour incorporer de nouvelles matières premières (nouvelles sources, process, variétés) répondant à cet enjeu. Cela nécessite de réévaluer l’impact de ces nouvelles pratiques nutritionnelles sur les métabolismes.
Procédures
Les animaux seront soumis à des prélèvements sanguins par ponction jugulaire ou cutanée. Les prises de sang sont des actes reconnus d’élevage et sont réalisées par un personnel qualifié et préalablement formé. Ces prélèvements sont réalisés sous contention d’animaux vigiles. La procédure se déroule en 3 phases successives : mise en place de la contention, ponction jugulaire ou cutanée et prélèvement, retrait de la contention et distribution d’une récompense sous forme d’eau sucrée par exemple. La méthode de contention est adaptée en fonction du stade physiologique de l’animal : utilisation d’un trépied ou d’un lasso. Pour la ponction jugulaire, la zone de prélèvement est située à la base du cou. Le sang est récupéré dans des tubes : le volume de sang prélevé peut aller de 5 à 12 ml maximum. Dans le cadre d’une ponction cutanée, la zone peut être l’oreille ou bien la queue. La zone est percée à l’aide d’une aiguille ou d’une lancette stérile. Les gouttes de sang sont récupérées via la lancette ou un buvard par ex pour être analysées immédiatement. Au global, la phase de contention + prélèvement peut durer entre 2 et 5 min par animal. Un animal âgé de 21 j à 180 j d’âge pourra être prélevé au maximum 4 fois sur cette période d’âge en respectant un intervalle de 2 semaines pour les jeunes animaux (âgés de 21 à 35 j) puis un intervalle d’une semaine pour les animaux âgés de plus de 35 j.
Impact sur les animaux
La réalisation de la contention avec le lasso peut entrainer une douleur légère pendant la durée du prélèvement (entre 2 et 5 min maximum), à cause de la pression exercée par le lasso sur le groin de l’animal. Cette étape peut également entrainer de la peur et du stress puisque cela contraint l’animal et l’empêche temporairement d’accéder à une zone de fuite. Pour réaliser la ponction, la piqure d’aiguille entraine une douleur légère de courte durée, équivalente à la durée du prélèvement et peut induire également du stress et de la peur.
Devenir
En fonction de l’état général des animaux (application des mêmes signes que ceux listés dans les points limites), les animaux poursuivent leur croissance/vie dans nos locaux d’élevage ou sont vendus à d’autres éléveurs. Certains animaux prélevés par exemple en post-sevrage peuvent être réutilisés dans un essai engraissement avec procédure de prélèvement sanguins. Dans ce cas, dans un objectif de prise en compte du bien-être de nos animaux, si il est souhaité de prélever des animaux à la fois en stade post-sevrage et engraissement alors le nombre maximum de prélèvements sur les 19 semaines (7 + 12 semaines) est plafonné à 4 prélèvements, en respectant toujours les 2 semaines d’intervalles minimum entre 21 et 35 j d’âge.
Remplacement
Les méthodes actuelles cellulaires menées en laboratoire ne sont malheureusement pas toujours suffisantes pour comprendre les relations complexes entre les différents mécanismes de l’organisme, entre les individus ou encore avec l’environnement. C’est pourquoi, pour certaines thématiques d’essais, il n’existe pas de méthodes alternatives à l’utilisation d’animaux. Lorsque d’autres indicateurs (autres que sanguins) sont possibles alors le prélèvement de sang est remplacé par une autre méthode moins invasive (collecte d’urine et/ou de déjection au moment de la défécation). Cette stratégie a d’ailleurs été appliquée dans le passé pour le dosage du cortisol (hormone du stress). Des études récentes montrent que le cortisol contenu dans les poils des porcs est un indicateur de stress chronique car il s’y accumule au cours du temps. Dans ce cas, les prélèvements sanguins peuvent être remplacés par la récolte des poils des porcs. Les animaux placés en essais et concernés par ces procédures ne sont pas des animaux de laboratoire mais sont élevés comme en dans un élevage porcin conventionnel. Nos essais s’inscrivent dans le cadre de la recherche agricole et pour certains dans la poursuite d’études cellulaire ayant déjà permis de réduire et cibler le nombre de paramètres à étudier sur un nombre réduit d’animaux. Lorsque d’autres mesures via des prélèvements moins invasifs tels que la récolte de déjection ou de poils ne sont pas possibles, la prise de sang devient le seul moyen d’obtenir les informations sur les effets des aliments testés.
Réduction
Le nombre de porcs entrant dans cette procédure est étudié pour limiter le nombre d’animaux tout en se donnant suffisamment de chance de montrer une différence de résultat si celle-ci existe (c’est ce qu’on nomme également la puissance statistique). Pour définir ce nombre, nous utilisons un logiciel de statistiques. Par ailleurs, en plus de cette méthode, nous nous appuyons sur notre expérience (traitements statistiques des précédents résultats d’essais depuis 20 ans) ainsi que sur les résultats d’autres études réalisées dans d’autres centres de recherche (nombres d’animaux/groupe dans les études avec résultats significatifs) pour affiner le nombre d’animaux concernés par les prélèvements. En outre, certains animaux concernés par cette procédure entrent également dans le cadre d’essais ayant déjà intégré une phase de recherche au niveau cellulaire permettant de réduire le nombre de paramètres à tester et le nombre d’animaux.
Raffinement
Plusieurs mesures sont intégrées dans la mise en place de la procédure afin de réduire les nuisances sur le bien-être. D’abord, si il est constaté que des animaux à prélever présentent un état de santé affaibli ou s’ils semblent apeurés alors ils sont retirés de la procédure et ne sont pas prélevés. Ensuite, la méthode de contention est réfléchie en fonction de l’âge de l’animal afin que cette dernière soit la plus adaptée à son âge et à son gabarit pour faciliter le prélèvement et donc en limiter sa durée. Une fois le prélèvement réalisé, une récompense sous forme d’eau sucrée est proposée à l’animal. Nos animaux sont entrainés à sortir de leur case et à découvrir leur environnement d’élevage lors des pesées hebdomadaires. Ainsi, ils connaissent cet environnement ce qui réduit leur stress. Par ailleurs, le nombre de tentatives sans réussite du prélèvement est réduit à 2 afin de limiter la durée de contention. Une surveillance particulière des animaux est réalisée durant les 3 jours qui suivent les prélèvements et des soins sont définis en cas d’apparition de signes d’atteinte de la santé des animaux. De plus, l’intervalle entre 2 sessions de prélèvements est allongé à 2 semaines lorsqu’il s’agit de prélever des animaux de 21 à 35 j d’âge.
Choix des espèces
C’est l’espèce cible de notre activité de recherche. Les résultats de nos essais sont valorisés pour améliorer l’alimentation des porcs dans les élevages conventionnels. Les animaux placés en essais et concernés par ces procédures ne sont pas des animaux de laboratoire mais sont élevés comme en élevage porcins conventionnels. Les animaux utilisés sont des porcelets de 3 stades physiologiques différents : Porcelets sevrés âgés de 21 à 42 j et pesant entre 6 et 15 kg (c’est la phase appelée « 1er âge », stade physiologique Post-Sevrage), Porcelets sevrés âgés de 42 à 69 j et pesant entre 15 et 40 kg (c’est la phase appelée « 2ème âge », stade physiologique Post-Sevrage), Porcs sevrés âgés de 69 à 180 j pensant entre 25 et 130 kg (c’est la phase appelée « croissance », stade physiologique Engraissement). C’est sur ces stades physiologiques que nous souhaitons faire avancer nos connaissances.
Évaluation de stratégies pharmacologiques pour limiter l’impact d’un arrêt cardiaque sur la fonction neurologique chez le porc
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Soumis à une chirurgie de deux à trois heures puis à un arrêt cardio-respiratoire provoqué, 110 porcs juvéniles de 30 kilos sont tous tués, soixante d'entre eux sans jamais reprendre conscience et cinquante dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Dix-neuf prélèvements sanguins sont réalisés sur les six heures de suivi, et la réanimation cardiopulmonaire s'interrompt faute de reprise de la circulation au bout de trente minutes. Le projet compare le score de dysfonction neurologique et la mort neuronale entre trois groupes, pour évaluer deux molécules censées limiter les lésions cérébrales après un arrêt cardiaque. Au titre de la réduction, le porteur écrit que des pertes chirurgicales ou techniques sont possibles pour 40 % de l'effectif compte tenu de la difficulté du modèle, tout en présentant ces 110 animaux comme le nombre le plus faible possible.
Objectifs
L’arrêt cardiaque est un enjeu majeur de santé publique, à l’origine de 46 000 décès chaque année en France. Seulement 10% des patients survivent sans ou avec peu de séquelles neurologiques. Il est donc nécessaire de développer des stratégies d’amélioration de la récupération neurologique après un arrêt cardiaque. Les recherches récentes s’intéressent aux molécules jouant un rôle dans le mécanisme de l’apport de source énergétique aux organes, notamment le pyruvate et le succinate, pendant un épisode ischémique. Ce mécanisme met en œuvre un ensemble de réactions moléculaires dont certaines seraient néfastes pour la récupération neurologique après l'arrêt cardiaque. D’ailleurs il a été montré que le blocage d’une partie de ce mécanisme améliore les atteintes neurologiques après un arrêt cardiaque. Le succinate, issu de ce mécanisme, joue un rôle crucial dans les lésions cérébrales après un arrêt cardiaque. En effet, le succinate, accumulé pendant l'ischémie, contribue à la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) lors du retour de la circulation sanguine, ce qui aggrave les lésions cérébrales. Le malonate, qui bloque une partie du mécanisme de la source énergétique, a démontré son efficacité dans l’ischémie cérébrale et cardiaque. Il a été démontré que l’oxamate, qui bloque une autre partie du mécanisme de la source énergétique était puissamment protecteur du cerveau dans un modèle d’arrêt cardiaque chez le lapin. Ainsi, la recherche dans ce domaine est nécessaire pour développer des stratégies thérapeutiques visant à réduire les lésions cérébrales après un arrêt cardiaque. Nous avons démontré que l’oxamate, un inhibiteur de la lactate déshydrogénase était puissamment neuroprotecteur lorsqu’administré avant l’arrêt cardiaque dans une autre espèce. L’objectif du projet sera de démontrer si l’utilisation de ces deux molécules pourrait permettre d’améliorer la fonction neurologique post-arrêt cardiaque dans un modèle porcin.
Bénéfices attendus
Nous évaluerons l’effet neuroprotecteur d'agents pharmacologiques du métabolisme dans un modèle d’arrêt cardiaque chez le porc. Pour cela, nous comparerons le score de dysfonction neurologique ainsi que la mort neuronale entre les 3 groupes d’animaux. Les agents pharmacologiques devraient améliorer les lésions cérébrales et donc l’atteinte neurologique des animaux traités comparés au groupe Témoin.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale et à un arrêt cardio-respiratoire. La durée de la procédure chirurgicale est estimé entre 2 à 3 heures selon la procédure. Les animaux seront suivis ensuite selon la procédure soit 6 heures soit 48 heures après la reprise d’une circulation spontanée. Des prélèvements sanguins à l'état anesthésié seront réalisés tout le long de la procédure 12 prélèvements artériels et 7 prélèvements veineux à différents temps pendant le suivi de 360 minutes.
Impact sur les animaux
Dans ce projet, les échecs de réanimation sont possibles chez les animaux, compte tenu de la difficulté du modèle. En cas d’absence de reprise de la circulation spontanée au bout de 30 min, la réanimation cardiopulmonaire sera interrompue. Une dysfonction neurologique sévère peut être observée, les points limites ont été définis. La mise à mort sera réalisée dans ces contextes précis.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort en fin de protocole car le prélèvement de cerveau est réalisé pour des analyses histologiques.
Remplacement
L’arrêt cardiaque induit une dysfonction de plusieurs organes après la réanimation. Le caractère intégratif de l’affection ne permet donc pas de la reproduire in vitro ou in silico (absence de Remplacement possible). L’étude de médicaments ou dispositif permettant de lutter contre ses séquelles doit se faire in vivo, en utilisant des animaux à des fins scientifiques.
Réduction
Le calcul a été déterminé par une approche statistique considérant 110 animaux au total dans ce projet. Ce calcul permet d’utiliser le nombre d’animaux le plus faible possible pour conduire le projet présenté. Des pertes chirurgicales ou techniques sont possibles pour 40% de l’effectif total pour le modèle porcin d’arrêt cardiaque, compte tenu de la difficulté du modèle.
Raffinement
Dès leur arrivée à l’animalerie, les animaux seront hébergés en groupe dans des boxes avec des copeaux de bois au sol et enrichissement avec des jouets en plastique. Les animaux seront maintenus sous anesthésie générale, avec administration d’antalgiques puissants, tout au long de la procédure. Des points limites ont été définis donnant lieu à un arrêt de la réanimation cardio-pulmonaire ou à une mise à mort compassionnelle.
Choix des espèces
Notre choix s’est porté sur l’espèce porcine compte tenu de sa proximité avec l’homme au vu de sa masse corporelle, de son anatomie cardiaque et des valeurs usuelles des paramètres hémodynamiques systémiques et cérébraux. Porcs juvéniles de 30 kg car ce poids est utilisé pour les modèles d'arrêt cardiaque chez le porc.
ACCES-II : Modèle préclinique de rétablissement de continuité colique par anastomose colorectale écho-endoscopique : résultats à long terme sur la perméabilité des anastomoses
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
Mis à jeun et purgés aux laxatifs, des cochons nains subissent une première chirurgie qui interrompt leur côlon et crée une stomie, puis, deux semaines plus tard, une intervention endoscopique pour reconnecter le côlon au rectum. 15 cochons vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec ensuite une à trois sédations pour retirer la prothèse et contrôler le rectum, et tous sont tués à la fin du projet pour analyser les tissus. L'objectif est de rendre moins invasif le rétablissement de la continuité digestive après une intervention de Hartmann, et le porteur ajoute que des internes en chirurgie s'y formeront pendant la première phase. Le titre annonce des résultats "à long terme", sans que le texte précise combien de temps les cochons vivent entre la dernière intervention et leur mise à mort.
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 préparation dans les heures qui précèdent (mise à jeun et préparation colique – laxatifs) : une première procédure chirurgicale destinée à interrompre la continuité digestive et à créer la stomie (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 sédation simple, d’une durée inférieure à 30 minutes, pour l’ablation de la prothèse et rectoscopie. La mise à mort sera réalisée en fin de projet, sous anesthésie générales 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 libitum. 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 15 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 15 animaux sont répartis en 3 lots 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).
Enseignement de techniques chirurgicales chez le Porc, le Mouton, le Lapin, le Rat et la Souris
- Enseignement supérieur
- Formation professionnelle
Rats : 4000
Lapins : 100
Cochons : 750
Moutons : 100
Former des internes en chirurgie, des vétérinaires et des scientifiques aux gestes de base mobilise ici 5 950 animaux non-humains, dont 4 000 rats, 1 000 souris, 750 cochons, 100 moutons et 100 lapins. 4 950 d'entre eux sont opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil, les 1 000 autres étant utilisés pour l'apprentissage du gavage, des injections et de la contention, dans des procédures classées en souffrance légère. Chaque animal peut rester une demi-journée à une journée entière sous anesthésie pendant que se succèdent laparotomies, thoracotomies, sutures et anastomoses digestives ou vasculaires, le porteur indiquant faire passer le maximum d'étudiants sur chacun. Les souris viennent de l'élevage maison, écartées pour n'avoir pas le bon génotype, et les rats sont achetés "réformés" chez des fournisseurs, c'est-à-dire déjà destinés à être tués.
Objectifs
Le but est d'aider à la formation médicale pratique initiale des étudiants en médecine (internes des spécialités chirurgicales essentiellement, externes) et des étudiants en sciences (dès le Master 2). Nous assurons également la formation chirurgicale continue auprès des chirurgiens, des vétérinaires et des scientifiques dans le cadre des formations à la chirurgie expérimentale ainsi que pour concevoir ou réaliser des procédures expérimentales obligatoires pour toute personne pratiquant un acte chirurgical chez l'animal de laboratoire.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont que les étudiants en chirurgie soient formés aux techniques chirurgicales de bases afin d'avoir toutes les compétences nécessaires à leur activités en fin de cursus, que les chirurgiens ou vétérinaires en activité se forment aux nouvelles techniques chirurgicales et que les scientifiques apprennent les bonnes pratiques et gestes avec les différents modèles animaux (contention, gavage, injection intrapéritonéale, intraveineuse,...) encadrés par des personnes compétentes afin de pouvoir poursuivre leurs recherches dans les meilleures conditions pour eux et pour l'animal (Raffinement).
Procédures
Une partie des petits mammifères (rats et souris) serviront à l'enseignement des gestes de base tels que gavage, injection intrapéritonéale, intraveineuse, contention. Pour les autres et les grands mammifères, les formations visent à former les futurs chirurgiens, gynécologues, vétérinaires et toute personne réalisant des procédures expérimentales chez l'animal. Ces enseignements sont axés sur la maîtrise des gestes chirurgicaux de base tels que la suture ou l'hémostase pour les scientifiques. Les internes des spécialités chirurgicales seront davantage formés sur les sutures, l'hémostase, les anastomoses digestives, les anastomoses vasculaires ainsi que la coelioscopie. En fonction du geste à acquérir, l'animal pourra rester d'une demi journée à une journée sous anesthésie générale (avec vérification des constantes en permanence).
Impact sur les animaux
Pour les gestes réalisés de classe légére (procédure 1), une contention de courte durée sera pratiquée (moins de 1 minute). Lors des injections, une douleur légère de très courte durée est possible au site d'administration. Un léger saignement après les injections, très vite contenu par simple pression digitale, est également possible sans douleur associée. Une couverture analgésique locale sera appliquée pour réduire la douleur qui pourrait être engendrée par les injections (xylocaïne en spray 5%). Pour les procédures 2 et 3 (sans réveil), les interventions chirurgicales consisteront en des laparotomies/thoracotomies essentiellement avec techniques chirurgicales digestives et thoraciques. Les animaux seront tous sous traitement analgésique avec utilisation de dérivés morphiniques (buprénorphine et fentanyl) pour optimiser la prise en charge de la douleur jusqu'à leur mise à mort.
Devenir
A la fin de la procédure 1, étant une procédure légére, les animaux sont réutilisés pour les procédures 2 et 3 (sans retour à l'hébergement entre les deux). Les animaux des procédures 2 et 3 seront anesthésiés puis systématiquement euthanasiés à la fin des procédures. Etant des procédures chirurgicales nécessitant l'apprentissage de l'euthanasie ou des procédures chirurgicales trop importantes ne permettant pas leur réutilisation, l'euthanasie a été décidé comme l'issue la plus favorable.
Remplacement
Dès que possible et en 1ère intention, nous aurons recours à des peaux artificielles, des pelvi-trainers, des mannequins rats et souris, à la technique de la double horloge pour la microchirurgie ainsi qu'à des simulateurs de chirurgie afin de réduire le nombre d'animaux utilisés. Pour certaines formations nous sommes également en contact avec des abattoirs qui nous livrent des pièces anatomiques (pieds de porc pour les sutures, périnée de truie pour les sages femmes) afin d'éviter de commander des animaux.
Réduction
Toutes les souris utilisées lors des formations sont des souris provenant de l'élevage de l'animalerie Eops destinées en temps normal à l'euthanasie car elles n'ont pas le génotypage souhaité. En ce qui concerne les rats nous essayons dès que possible de réutiliser des rats en fin de protocole ou nous commandons des rats dits "réformés" chez les fournisseurs, c'est à dire des rats voués à l'euthanasie car incompatibles avec les protocoles de recherche. Enfin, nous faisons passer le maximum d'étudiants sur chaque animal pour réduire au maximum le nombre d'animaux.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans un environnement favorable à leur bien-être et répondant à leurs besoins physiologiques et éthologiques (cycle jour/nuit - 12h/12h ; nourriture et eau ad libitum; enrichissements) les animaux seront surveillés quotidiennement par les zootechniciens. Une période de 10 jours d'adaptation sera appliquée à chaque animal. Les manipulations seront effectuées ou encadrées par du personnel formé et habitué à ce genre de geste. Si une anesthésie est nécessaire les animaux seront systématiquement prémédiqués en intra-musculaire ou en intra-péritonéale. Le relais anesthésique est assuré par un gaz anesthésiant (0,5 à 2,5%). Seuls les grands animaux (porcs et brebis) seront intubés. Dès l'anesthésie maintenue, les animaux recevront un analgésique par voie sous-cutanée ou intra-péritonéale. Si nécessaire, pour les procédures de classe légère, un traitement à base d'anesthésique local sera pratiqué pour lutter contre la douleur in situ.
Choix des espèces
Le porc et le mouton ont été choisis pour des raisons anatomiques (similarités avec l'homme). Les rats, souris et lapins ont été choisis pour la formation à la chirurgie expérimentale (espèces utilisées par les étudiants dans leurs recherches) ou pour l'apprentissage des anastomoses vasculaires en ce qui concerne les rats (similarité avec l'homme). Nous prendrons des porcs charcutiers juvéniles et des miniporcs adultes pour une raison de taille. En ce qui concerne les moutons, rats, souris et lapins, nous prendrons des individus adultes pour des raisons anatomiques et de taille étant manipulés lors de travaux pratiques. Cela permet aussi de faciliter cette manipulation des petits mammifères par les étudiants.
Mise en place d’un modèle de dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) chez le porc et évaluation de vecteurs thérapeutiques anti-inflammatoire pour traiter cette dégénérescence rétinienne.
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Troubles sensoriels
Choisis parce que leur œil ressemble à celui de l'humain, macula comprise, et pour éviter le recours aux primates, 35 mini-porcs Yucatan de six mois sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Vingt-six d'entre eux reçoivent une brûlure de la rétine au laser sur les deux yeux, puis jusqu'à quatre imageries et quatre angiographies sous anesthésie générale, trois électrorétinogrammes d'une heure et quatre ponctions de la chambre antérieure de chaque œil. Vingt subissent en plus une injection sous la rétine précédée d'une vitrectomie, geste que le porteur assortit d'un risque de décollement non résolu de l'ordre de 5 %, avec perte de vision à la clé. Tous sont tués pour que leurs yeux soient prélevés, alors que le RNT annonce qu'aucune douleur n'est attendue après la brûlure au laser, au motif que ce geste se pratique en clinique d'ophtalmologie.
Objectifs
La dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) est la première cause de perte de vision chez les personnes de plus de 50 ans dans les pays industrialisés, et c’est la troisième cause de malvoyance dans le monde. Environ 8% de la population française en est touchée. La DMLA affecte la macula, une petite zone de la rétine qui permet de voir les détails avec précision. Il existe deux formes principales de DMLA : la forme exsudative (ou humide), qui peut être traitée avec des injections, et la forme non-exsudative (ou sèche), pour laquelle il n’y a actuellement pas de traitement. Les injections pour la DMLA exsudative ne concernent qu’environ 10% des cas, et bien qu'elles puissent aider, elles sont contraignantes, coûteuses, et leur efficacité diminue avec le temps. Par ailleurs, la DMLA non-exsudative peut évoluer vers la forme exsudative, entraînant une perte de vision plus rapide. Depuis peu, on considère la DMLA comme une maladie auto-immune, car les cellules immunitaires de la rétine (appelées microglies) jouent un rôle important dans l’évolution de la maladie. Ces microglies migrent vers les zones endommagées de la rétine et provoquent des réactions inflammatoires. Elles sont aussi impliquées dans la croissance anormale de vaisseaux sanguins, ce qui aggrave la forme exsudative de la DMLA. Une molécule appelée CCL2, produite par les microglies, semble jouer un rôle clé dans ce processus inflammatoire et de prolifération des vaisseaux sanguins. L'idée est donc de développer un traitement qui ciblerait directement cette molécule pour empêcher l’apparition de nouveaux vaisseaux et réduire l’inflammation, ce qui pourrait prévenir ou ralentir l’aggravation de la maladie.
Bénéfices attendus
La nouvelle stratégie de traitement pour prévenir l'évolution de la DMLA vers sa forme humide (exsudative) est unique. Sans entrer en concurrence avec le traitement existant (injections répétées d’un anticorps dirigé contre la protéine stimulant la formation de nouveaux vaisseaux sanguins), il viendrait compléter l'arsenal thérapeutique en diminuant fortement le nombre de patients nécessitant ce traitement chronique lourd qui a une efficacité partielle sur le long terme. Ce nouveau traitement pourrait ainsi améliorer la vision des patients sur le long terme. Si ce traitement s'avère efficace, il pourrait être administré de manière moins risquée, comme par des injections dans l’œil, ce qui faciliterait son utilisation pour un grand nombre de patients. De plus, des tests simples disponibles lors de consultations permettent de repérer les patients à haut risque de développer une DMLA humide, avec parfois plus de 50% de chances. Ce traitement pourrait aussi ralentir la forme sèche (atrophique) de la DMLA, forme pour laquelle il n’existe pas de traitement, et où des cellules immunitaires s'accumulent sous la rétine. Pour tester cette approche, l'utilisation du miniporc est préférée aux rongeurs pour des raisons scientifiques et aux primates pour des raisons éthiques, économiques et écologiques. À terme, l'objectif est de remplacer autant que possible les primates dans la recherche sur les maladies de la rétine. Un autre aspect important du projet est de développer un traitement ciblant les microglies (cellules immunitaires de la rétine). Leur rôle dans les maladies neurodégénératives et inflammatoires est de plus en plus reconnu, et les vecteurs en développement permettront de les atteindre directement pour réduire l’inflammation et traiter la DMLA ainsi que d’autres maladies inflammatoires du cerveau.
Procédures
(i) Brûlure superficielle de la rétine avec un laser argon 520nm sous anesthésie générale : Geste réalisé une seule fois sur les deux yeux de 26 animaux. La procédure dure 5 minutes par œil. (ii) Imagerie rétinienne sous anesthésie générale : Pour les animaux gardés le plus longtemps, cet examen sera fait jusqu’à 4 fois maximum sur chaque individu. L’examen dure 30 minutes par animal. (iii) Angiographie du fond d’œil sous anesthésie générale : Pour les animaux gardés le plus longtemps, ce geste sera réalisé jusqu’à 4 fois maximum. La procédure dure 30minutes avec l’injection par voie intraveineuse de deux colorants, suivi par une imagerie de la rétine. L’angiographie sera réalisée à la suite des imageries rétiniennes. (iv) Multifocal electroretinogramme (mfERG) : Pour les animaux gardés le plus longtemps, cet examen sera fait jusqu’à 3 fois maximum sur 26 animaux. L’examen dure 1 heure par animal. (v) Injection sous-rétinienne sous anesthésie générale : L’injection sera réalisée 1 fois sur les deux yeux de 20 animaux. La procédure dure maximum 1h30. (vi) Ponction de chambre antérieur (PCA) sous anesthésie générale : Pour les animaux gardés le plus longtemps, ce geste sera fait sur les deux yeux jusqu’à 4 fois sur chaque individu. La durée de la procédure est 5 minutes et sera fait à la suite des imageries rétiniennes (ii). (vii) Prélèvements sanguins : Pour les animaux gardés le plus longtemps, des prélèvements seront effectués jusqu’à 4 fois maximum au niveau d’une veine de l’oreille ou de la jugulaire (en fonction du volume nécessaire). La durée de la procédure est 5 minutes et sera fait en amont des imageries (ii).
Impact sur les animaux
(i) Brûlure superficielle de la rétine avec un laser : Aucune douleur à la suite de ce traitement n’est attendu (étant donné que cette procédure se fait régulièrement en clinique d’ophtalmologie). Un chirurgien ophtalmologue réalisera cette intervention avec l’assistance des animaliers. (ii) Angiographie du fond d’œil : l’injection intraveineuse d’un des colorants peut entrainer des nausées et vomissements. Nous traiterons les animaux avec un antiémétique en amont de cette injection. (iii) Injection sous-rétinienne (ISR) : Une vitrectomie centrale est nécessaire pour faciliter l’accès du produit à l’espace sous-rétinienne. Il y a un risque non-négligeable (5% sur l’œil de macaque) que le décollement de la rétine ne se résolve pas. Cela induirait une légère perte de vision potentiellement stressante pour le porc. Un chirurgien ophtalmologue réalisera toutes les injections avec l’assistance des animaliers. Le bon recollement de la rétine sera suivi en imagerie rétinienne à la suite de l’injection. Une injection locale d’un anti-inflammatoire sera réalisée à la fin des ISR afin d’éviter une réponse inflammatoire suite à l’injection des vecteurs. Deux pommades ophtalmiques composées de Vitamine A et d’un antibiotique sont appliquées à la suite de l’intervention pour minimiser l’irritation de la cornée. (iv) Anesthésies répétées : les anesthésies répétées peuvent stresser les animaux, elles seront espacées d’au moins une semaine pour laisser un temps de récupération aux animaux, ces anesthésies seront réalisées et surveillées par un vétérinaire et les animaux seront surveillés au moins une heure après leur réveil.
Devenir
L'euthanasie de tous les animaux est nécessaire pour obtenir les yeux sur lesquels s'appuieront des analyses post-mortem.
Remplacement
La rétine est une structure complexe formée de plusieurs couches de neurones et de cellules qui la nourrissent. Il est impossible de la recréer parfaitement en laboratoire (in vitro), c'est pourquoi on utilise des modèles animaux pour étudier comment elle fonctionne et tester des techniques de transfert de gènes. Avant de passer à des tests sur les animaux (in vivo), nous avons d'abord obtenu un maximum d'informations en travaillant sur des cellules en laboratoire. Le vecteur utilisé (outil pour transférer des gènes) a été sélectionné après avoir été testé sur des cellules de souris et humaines en laboratoire, puis sur des souris via des injections dans la rétine dans une étude précédente.
Réduction
En choisissant le meilleur vecteur (outil pour transférer des gènes) en laboratoire avant de faire des tests sur des animaux, nous avons réduit le nombre d'animaux nécessaires. En travaillant sur des cellules de microglies de souris et de porc, nous avons optimisé l'efficacité du vecteur, ce qui a permis d'utiliser moins d'animaux. Le nombre d'animaux utilisés est déterminé en fonction de la précision de nos analyses statistiques et de résultats que nous obtenons dans nos études précédentes.
Raffinement
Pour provoquer une petite cicatrice sur la rétine avec un laser, nous utilisons un équipement adapté avec une longueur d'onde de 532 nm, afin que les lésions soient petites et ne causent ni douleur ni perte de vision après le réveil de l’animal. Les zones touchées par le laser seront observées en temps réel avec un appareil spécialisé, en évitant soigneusement la zone centrale de la macula, responsable de la vision précise. L’opération sera réalisée par un chirurgien ophtalmologue, et un vétérinaire surveillera l’anesthésie. Toutes les interventions sur les animaux se feront sous anesthésie générale, avec des analgésiques supplémentaires si nécessaire pour minimiser toute gêne. L'état de santé des animaux sera surveillé en continu pour détecter toute douleur, grâce à une grille d’évaluation de la douleur qui nous permettra de réagir rapidement et d'adapter les soins ou d'envisager une euthanasie si nécessaire. Les animaux seront logés dans des conditions respectant les réglementations, avec accès libre à la nourriture et à l’eau. Ils vivront en groupe dans des box enrichis par divers jeux et objets pour stimuler leur bien-être, comme des balles ou des objets à mâcher. Si un animal doit être isolé, nous renforcerons l’enrichissement de son environnement.
Choix des espèces
Les rongeurs n'ayant pas de macula, ils ne sont pas de bons modèles pour étudier la DMLA. En revanche, l'anatomie de l'œil du mini-porc Yucatan est très proche de celle de l'homme, notamment au niveau de la macula, des vaisseaux sanguins de la rétine, et de la taille de l'œil, ce qui en fait un modèle idéal pour tester des traitements contre la DMLA. Nous utilisons des mini-porcs Yucatan âgés de 6 mois et pesant entre 20 et 30 kg. La plupart des études utilisent des porcs plus jeunes (3 mois), car leur prise de poids rapide complique les manipulations. Cependant, il a été prouvé que les nouveaux vaisseaux sanguins se développent mieux chez les porcs plus âgés. C'est pourquoi nous avons choisi des porcs de 6 mois, après leur maturation sexuelle. Grâce à leur corpulence plus réduite, les mini-porcs Yucatan restent faciles à manipuler, même à cet âge.
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
6 cochons subissent une intervention de quatre heures sous anesthésie profonde, avec circulation extracorporelle, arrêt circulatoire en hypothermie profonde puis réchauffement, des sondes de température étant placées jusque dans le cerveau. Ils sont opérés sans jamais être réveillés et tués pour une étude post mortem des tissus. Parmi les nuisances attendues, le porteur retient le stress du transport, la douleur de la piqûre de prémédication et une perte de sang modérée à la pose des canules, sans mentionner l'arrêt circulatoire lui-même. Il justifie le recours à des animaux de 50 à 60 kilos par la taille requise pour implanter la circulation extracorporelle et par le fait que ce modèle est "déjà connu de nos équipes".
Objectifs
Au cours de certaines interventions de chirurgie cardiaque, il est parfois nécessaire de recourir, à une CEC (circulation extra-corporelle) avec une hypothermie profonde pour permettre un geste chirurgical de qualité. Dès que la chirurgie est terminée, une phase de réchauffement du patient débute permettant de restaurer une température normale en vue d’un arrêt de la CEC en toute sécurité. Durant cette phase de réchauffement, certains organes tels que le cerveau, le cœur, le foie et les reins, se réchauffent plus rapidement que d’autres, ce différentiel de rapidité résulte de mécanismes de protection et de particularités anatomiques et physiologiques. Ce projet propose d’étudier, parmi les sites anatomiques habituellement utilisés pour des mesures de température en CEC, ceux qui sont le mieux corrélés aux valeurs de température interne du cerveau. Le but principal est ainsi de déterminer un site optimal reflétant au mieux la température cérébrale impossible à mesurer en clinique afin de limiter le risque de survenue d’une hyperthermie cérébrale aux conséquences potentiellement délétères. Le second objectif de ce travail sera de vérifier s’il existe une différence significative entre la température cérébrale de référence mesurée au d'une veine du cou et la température intracérébrale mesurée au contact direct du cerveau. Le troisième objectif sera de déterminer si les sites de mesures de température sélectionnés exposent à des risques d’hyperthermie intracérébrale.
Bénéfices attendus
A notre connaissance, il existe très peu d'études comparant les différents sites de mesure de température avec la température cérébrale lors de la phase de réchauffement en CEC suite à une hypothermie profonde avec arrêt circulatoire. Par ailleurs, ces études ont une validité très relative quant à l'interprétation de leurs résultats puisqu'elles prennent comme température de référence cérébrale la température au niveau de la veine du cou, ou nasopharyngée qui peuvent différer des valeurs de la température intracérébrale. Ainsi, l'objectif principal de cette étude de corrélation sera de déterminer le ou les sites de recueils de température qui apparaissent les mieux corrélés aux valeurs de température du cerveau, dans l'optique d'otimiser la phase de réchauffement et de réduire les risques d'hyperthermies cérébrales aux conséquences potentiellement délètéres.
Procédures
Les animaux auront tout d'abord une injection d'un calmant afin de réduire le stress dû à la manipulation ( durée 2 mn) puis une perfusion intraveineuse sera posée afin de permettre une anesthésie générale ( 2 mn). A partir de ce moment, les animaux seront sous anesthésie profonde et subiront une intervention chirurgicale qui durera 4h.
Impact sur les animaux
Stress lié au transport et au changement d'hébergement des animaux. Douleur liées à la piqûre lors de la prémédication. Risques inhérents à la procédure chirurgicale: Perte de sang modérée lors de la pose des canules de CEC.
Devenir
Tous les animaux sont concernés, ils seront euthanasiés en vue d'une étude post mortem des tissus.
Remplacement
Le modèle de circulation extra-corporelle ne peut être effectué que sur un organisme dans son entier avec un relevé des températures sur différents sites. Le modèle porcin développé par notre équipe depuis plusieurs années reproduit une situation chirurgicale induisant des effets cardiologique et cérébral très proches de l'état observé en clinique humaine .
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 la manipulation du modèle porcin. Le nombre d'animaux a été déterminé grâce à un test de puissance stastique.
Raffinement
Les animaux seront hébergés par groupes (au minimum 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 sept jours avant l’entrée des animaux dans le protocole est respectée permettant leur stabilisation physiologique et comportementale en réduisant le stress. Les animaux sont mis à jeun le jour de l’expérimentation et les cochons seront prémédiqués par l’injection intra-musculaire d’un produit anesthésique aux propriétés calmantes avec un antidouleur. Les cochons seront ensuite sous anesthésie profonde pendant tout le protocole d'étude et avec un antidouleur en perfusion continue. Le cochon sera scopé en permanence, permettant de surveiller en continu la fréquence cardiaque, la fréquence respiratoire et 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 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.
Développement d’une bioprothèse mammaire chez le porc
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Pour mettre au point une prothèse mammaire biologique destinée à des femmes ayant subi une mastectomie, 10 cochons miniatures, tous des femelles, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune subit une lipoaspiration d'une heure, puis l'implantation sous la peau de quatre bioprothèses sous anesthésie générale, avant quinze jours d'hébergement en box individuel et jusqu'à douze pansements sur trois mois. Le porteur retient le cochon pour la ressemblance de sa peau avec la peau humaine, et des animaux de 15 à 30 kilos pour qu'ils aient assez de graisse à aspirer sans écraser les implants en position couchée. Les dix sont tués pour retirer les prothèses de leur corps.
Objectifs
L’objectif de notre projet est de développer une prothèse mammaire biologique permettant une reconstruction définitive, plus sur et de meilleure qualité aux femmes touchées par un cancer du sein (cela concerne plus de 20000 femmes par an subissant une mastectomie). On éspère ainsi reconstituer un sein natif à l'image des bioorganes en cours de developpement (decellularisation-recellularisation de cœur, foie, poumons etc). Cette nouvelle méthode permettrait ainsi d’allier les bénéfices d’une reconstruction par prothèses (simplicité, pas de morbidité du site donneur, une seule cicatrice) aux bénéfices d’une reconstruction à partir des propres tissus de la patiente (définitifs et resultats plus naturels).
Bénéfices attendus
Notre projet prévoit la création d'une bioprothèse mammaire. Cette bioprothèse agirait comme un néo-sein (néo-organe) : la matrice porcine decellularisée servirait d'echaffaudage aux cellules graisseuses de la patiente pour repeupler et recellulariser ce néo- sein. On éspère ainsi reconstituer un sein natif à l'image des bioorganes en cours de developpement (decellularisation-recellularisation de cœur, foie, poumons etc).Cette nouvelle méthode permettrait ainsi d’allier les bénéfices d’une reconstruction par prothèses(simplicité, pas de morbidité du site donneur, une seule cicatrice) aux bénéfices d’une reconstruction autologue (autologues, définitifs et resultats plus naturels).
Procédures
-Lipoaspiration (1h) -Implantation de bioprothèses biologiques en sous cutané (4 par animal sous anesthésie générale en 1h) - Prelevements sanguins si besoin (une fois / semaine pendant toute l'expérience soit 3 mois) si signes d'infections/rejets/inflammation des implants -Hebergements en boxe individuel 15 jours - Pansements (après evaluation par equipe veterinaire, fréquence maximale de 3 par semaine soit 12 au total) -Explantation des implants
Impact sur les animaux
L’implantation des implants biologiques sous cutanés chez le porc pourrait entrainer des douleurs d’intensité faible à modérée ainsi qu’une limitation possible de l’activité. L’infection de site opératoire est un évènement possible. Des douleurs d'intensités faibles à modérée sont possible au site de prelevements de la graisse et d'implantation des prothèses
Devenir
Mise à mort pour explantation des implants
Remplacement
Aucune alternative non animale n’est possible à ce stade du projet. Les expériences in-vitro ont déjà été réalisés et ont permis: 1) d’évaluer les échanges gazeux à travers la membrane de derme porcins décellularisés (passage de l’oxygène selon un gradient donné); 2) de démontrer que la matrice est imperméable à la molécule de transport de l’oxygène (moléule de grande taille); 3)démontrer in-vitro une amélioration de la survie des cellules adipeuses lorsqu’elles sont en contact avec la molécule de transport de l’oxygène comparativement à des cellules seules. Notre matrice est donc perméable à l’oxygène et imperméable à la molécule de transport de l'oxygéne permettant de créer un gradient en oxygène favorable à la survie des adipocytes. Les résultats in-vitro étant en faveur de l’efficacité de notre bioprothèse, nous en sommes donc au stade pré clinique de l’expérimentation.
Réduction
Deux groupes composés de 5 animaux chacun permettront de comparer l'efficacité de la solution Adipolife dans les échanges gazeux à l'intérieur de la bioprothèse et ainsi la survie des cellules graisseuses. Le mise en place de 4 implants par animal est une stratégie de réduction du nombre d’animal. . Ces deux groupes incluent le risque d'échec (2 echecs par groupes) par infection du site opératoire, ainsi en l'absence d'échecs moins d'animaux seront utlisés (6 seulement). 3 animaux par groupes étant indispensable pour obtenir une significativité statistique.
Raffinement
Toutes les conditions nécessaires à une antalgie efficace en per et post opératoire seront mises en place. Ainsi une surveillance accrue de la douleur en post opératoire sera réalisée, ainsi qu’un contrôle quotidien des sites opératoires pour s’assurer de l’absence de réaction inflammatoire ou infectieuse post opératoire. En cas de constatation de modification comportementale des animaux, l'équipe veterinaire sera alertée et consultée afin de determiner l'attitude therapeutique à adopter. Hébergement en boxe individuel – La méthodologie utilisée nous permettra d’assurer l’absence de souffrance inutile et le bien-être des animaux. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum; le milieu est enrichi). Les animaux sont mis en boxe commun dès que les conditions optimums nous le permettent
Choix des espèces
En matière de recherche en chirurgie plastique et reconstructrice, l’utilisation du porc se justifie par la proximité de la peau porcine avec la peau humaine. Ainsi l’anatomie de la peau du porc est semblable à celle des humains composés de trois couches, l’épiderme, le derme et l’hypoderme. Le prelevement de tissu graisseux par lipoaspiration dans le modèle porcin est une méthode decrite, reproductible et peu douloureuse chez cet animal. Des animaux femelles mini pig Yucatan pesant environ 15 à 30 kg seront utilisés dans cette expérience, nous avons besoin d'animaux présentant un important pannicule adipeux pour réaliser la lipoaspiration mais d'un poids modéré pour ne pas altérer les implants lorsqu'ils sont en position couchées.