Cochons
Etude de la qualité nutritionnelle de régimes alimentaires et leurs potentiels effets sur la santé humaine dans un modèle de mini-porcs
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Trois heures de chirurgie pour implanter des cathéters permanents, une sonde débitmétrique et une canule dans l'iléon ou l'estomac, puis six journées de prélèvements de sept heures avec dix prises de sang simultanées sur deux cathéters, soit 54 millilitres par journée : 64 mini-porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le projet teste la digestibilité de régimes végétalisés et l'effet d'un probiotique sur l'assimilation des nutriments, en vue de recommandations pour l'alimentation humaine. Chaque animal reste hébergé seul dans une case aux parois transparentes, et le porteur ramène les douleurs abdominales postopératoires à quelques jours suivis d'une gêne qu'il qualifie de mineure. Tous sont tués à la fin des essais, pour récupérer le matériel implanté et prélever des muscles.
Objectifs
Notre unité de recherche aborde la nutrition de manière intégrée, depuis la qualité des aliments et des régimes alimentaires jusqu’à leurs effets sur la santé dans le cadre d’une transition vers une alimentation plus durable. Le projet s’inscrit totalement dans cette thématique puisqu’il a pour objectif de tester la qualité nutritionnelle de régimes alimentaires végétalisés en évaluant la digestibilité des macro et micro-nutriments qu’ils contiennent. Une optimisation de cette digestibilité permettra ainsi d’améliorer la qualité de l’alimentation et ses effets sur la santé. Nos pistes pour élaborer une stratégie nutritionnelle efficace sont 1) de tester des repas complets avec un apport optimisé à la fois en protéines de qualité et en fibres mais aussi avec un apport limité en facteurs antinutritionnels et 2) d’améliorer l’utilisation des nutriments par l’hôte à l’aide d’une stratégie d’amélioration du microbiote intestinal via l’apport d’un probiotique. Ce projet mettra en oeuvre un modèle de mini-porcs.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu de ce projet est l’élaboration de stratégies nutritionnelles adaptées à des situations physio-pathologiques. Le projet devrait donner à la fois des indications quant à la biodisponibilité des macro et micro-nutriments de régimes optimisés et des pistes sur leurs effets sur la santé de l’hôte. L’objectif principal est de trouver une matrice alimentaire qui soit la plus digestible possible permettant ainsi de contre-carrer un état physio-pathologique tel que l’insulino-résistance ou la résistance anabolique post-prandiale observée lors du vieillissement.
Procédures
Chaque animal subira une seule demi-journée (3h) d’intervention chirurgicale pour la pose de cathéters permanents, de sonde débit-métrique et de canule iléale et/ou gastrique (1h de préparation pré-opératoire, et 2 h entre l’incision cutanée et le réveil de l’animal). Une période de récupération de 15 jours sera observée , entre la chirurgie et la première journée de prélèvements. Chaque animal participera au final à 6 cinétiques post-prandiales d’une durée de 7h suivie d’une période de récupération de 7 jours minimum entre chaque cinétique. Lors d’une journée de prélèvement, les animaux recevront le matin comme seul aliment un des régimes à tester. Des prélèvements de sang seront réalisés simultanément dans les 2 cathéters avant et après le repas selon la cinétique de 10 prélèvements sanguins en simultanés sur chaque vaisseau pour chaque animal, étalés sur une journée de 9 heures. Pour chacune des journées de prélèvements, 2.7 ml de sang seront prélevés sur chaque cathéter à chaque point de cinétqiue. Le volume total prélevé sera de 54 ml par cinétique (moins de 5% du volume sanguin de l'animal).
Impact sur les animaux
Des douleurs abdominales peuvent être ressenties par l’animal suite à l’intervention chirurgicale. Elles peuvent se manifester dans les premiers jours suivant l’opération, mais après cette période de récupération, elles restent mineures.
Devenir
En fin d'expérimentation les animaux seront euthanasiés, afin de récupérer le matériel implanté et d'effectuer des prélèvements d'organes pour l'évaluation de l'effet des régimes sur la santé musculaire des animaux.
Remplacement
La biodisponibilité des nutriments fait intervenir de nombreux processus biologiques coordonnés et régulés, qui à ce jour ne peuvent pas être reproduits in vitro.
Réduction
L'effectif prévu dans le schéma expérimental (8 animaux maximum inclus dans le schéma expérimental de la procédure 1 et 6 animaux par lot dans la procédure 2) est réduit à son minimum en tenant compte de la variabilité du principal paramètre mesuré (apparition des acides aminés dans le sang), estimée à partir de nos précédentes études sur la biodisponibilité des nutriments réalisées avec un design expérimental similaire. Cette variabilité est liée non seulement de la variabilité interindividuelle des animaux, mais aussi à la qualité des prélèvements effectuées et à la précision des données obtenues par l’analyse biochimique. Ces aspects sont parfaitement maitrisés par les expérimentateurs du projet qui ont une longue expérience dans le domaine. Le fait d’utiliser un schéma expérimental en carré latin permet de diminuer significativement le nombre d’animaux utilisés (chaque animal étant son propre témoin). L'équipe de recherche impliquée dans le projet a une longue expérience sur l'utilisation d'animaux porteurs de canules digestives et de cathéters sanguins, ce qui permet de réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés dans le projet, et de prévenir les processus douloureux. L’analyse statistique des données cinétiques (concentrations artérielles en acides aminés, flux de matière sèche et d’azote dans l’intestin chez le porc), sera réalisée avec l’animal comme variable aléatoire, et le temps, le repas et l’interaction temps x repas, comme facteurs. Pour les données représentant la valeur moyenne d’une variable (par exemple la digestibilité) une analyse de variance classique sera réalisée (repas, animal, semaine de prélèvement, comme effets principaux).
Raffinement
L’approche développée sera peu invasive, et peu traumatisante pour l’animal. La douleur imposée aux animaux pendant l’expérimentation est liée à l’acte chirurgical lequel se déroule sous anesthésie général avec monitoring des constantes vitales. Les animaux recevront pendant 6 jours un traitement analgésique et spamolytique, mais après cette période de récupération, elles restent mineures. Pendant la période de récupération, les animaux sont surveillés régulièrement (visite toutes les 2 h pendant la journée). L'évaluation de la gêne et de la douleur est faite par observation du comportement des animaux : reprise de l'alimentation, du transit intestinal, posture, vocalises, réactivité et la température corporelle. Pendant toute la durée de la période d'expérimentation, les animaux seront hébergés dans des cages, individuelles, au sol de taille réglementaire avec des copeaux de bois comme litière leur permettant de réaliser une activité de fouissage, et avec des parois latérales en plexiglass pour que les animaux puissent se voir et interagir entre eux. Leur environnement est enrichi à l’aide d’une chaîne en métal fixée sur les parois et de ballons. La pièce est à température régulée. Les animaux ont libre accès à l'eau.
Choix des espèces
Le porc présente un certain nombre de similitudes anatomiques et physiologiques avec l'homme. C’est la raison pour laquelle il est fréquemment utilisé comme modèle pour les études de nutrition. Le mini-porc permet de travailler sur des adultes (à stabilité pondérale) d'une taille compatible avec l'expérimentation animale. Il présente de plus l'avantage d'avoir un système digestif très proche de celui de l'Homme et d'accepter de manger tous types d'aliments. Ce modèle animal est reconnu par la communauté scientifique comme pertinent pour des études sur la digestibilité d'aliments avec un tranférabilité facilité à des études de la physiologie humaine. La procédure expérimentale est réalisée sur des animaux en fin de croissance (âge>10 mois), afin de bénéficier d'une stabilité pondérale pendant la totalité de la période d'expérimentation.
Caractérisation des performances des porcs en finition en plein air; expérimentation en milieu contrôlé
- Conservation des espèces
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Bien-être animal
Deux prises de sang et huit prélèvements de salive, un par semaine, sont pratiqués sur des porcs de six à huit mois élevés en plein air ou en claustration pour comparer la qualité de leur viande. 48 porcs vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Le projet est déclaré au titre de la protection de l'environnement, de la préservation des espèces et du bien-être des animaux non-humains, et le porteur décrit le plein air comme un raffinement des conditions d'hébergement qui laisse les porcs exprimer leur comportement de fouisseur. Tous sont ensuite transportés à l'abattoir public, où ils sont abattus et découpés.
Objectifs
Les propriétés des viandes de porc résultent des nombreux effets tout au long de la chaine d’élaboration « de la ferme à la table ». Pour contribuer à l’élaboration d’aliments de qualités supérieures, le projet vise à évaluer les qualités intrinsèques (e.g. nutritionnelles, sensorielles, sanitaires…) et extrinsèques (e.g. impacts environnementaux) des viandes de différents systèmes d’élevage. Un total de 48 porcs seront étudiées et élevées dans des systèmes contrastés (claustration, alimentation à base de concentré ou de ressources locales ; extensif avec alimentation à base de ressources locales). L’ensemble de la chaîne d’élaboration est considéré, en évaluant les effets du système d’élevage sur les performances zootechniques, la composition biochimique et les propriétés technologiques et nutritionnelles des viandes porcines, les propriétés sensorielles, les concentrations en composés néoformés toxiques dans la viande cuite, les impacts environnementaux de la production de viande porcine dans le contexte local et le développement d’une approche intégrative analysant conjointement ces différentes propriétés de qualité.
Bénéfices attendus
Le projet permettra d’acquérir des nouvelles connaissances scientifiques et techniques sur les qualités de viande porcine en fonction du système d’élevage et les effets du pâturage de porcs lourds sur l’apport des déjections orcine dans l’enrichissement du sol, le niveau optimal de rotation pour éviter le tassement du sol, la gestion de l’enherbement et la réduction du travail du sol pour la plantation de végétaux (canne-à-sucre dans cette expérimentation). A long terme, le projet permettra de consolider les informations permettant d’identifier des itinéraires techniques viables sur le plan économique et environnemental.
Procédures
Les porcs seront soumis à des prélèvements sanguins: fréquence : 2 (début et fin d’expérimentation, espacés de 2 mois); des prélèvements de salive: fréquence : 8 (une fois par semaine pendant 8 semaines)
Impact sur les animaux
Effets prévus sur les animaux : - Stress lié à l’élevage en plein air : les porcs peuvent être stressées par une température ambiante élevée en milieu extérieur : les abris permettront de limiter le stress lié à la température ambiante et les bains de boue, naturellement mises en place par les porcs, seront favorisés en augmentant artificiellement (par arrosage) la surface liée au bain de boue. La surface de pâture est suffisante et au-delà des normes. Nuisances en lien avec les prélèvements sanguins et salivaires : les prélèvements sanguins et salivaires sont réalisés par des techniciens expérimentés en moins de 2 minutes.
Devenir
A l'issue de chaque procédure, les animaux sont tous abattus dans les conditions réglementaires d'abattage (transport à l’abattoir public dans un véhicule adapté et abattage et découpe réglementaire respectant la chaîne du froid).
Remplacement
L'utilisation de l'animal est nécessaire pour documenter sur les performances d’élevage en plein air en comparaison avec l'élevage conventionnel en bâtiment et les qualités de viande.
Réduction
Le nombre d'animaux a été déterminé en fonction des surfaces de pâture disponibles et en minimisant le chargement des porcs pour éviter les pollutions par les rejets azotés (à titre indicatif, le chargement de l’expérimentation correspond à 14 porcs/ha/an alors que la norme est de 90 porcs/ha/an). Le nombre d'animaux en bâtiment a été limité au nombre minimal pour avoir une comparaison statistique robuste avec moyenne et écart-type et représentatif des lignées disponibles. Par ailleurs, des collectes non invasives de salive pourraient remplacer à terme les dosages sanguins, en fonction de la corrélation entre les dosages salivaire et sanguin.
Raffinement
Les conditions d'hébergement sont raffinées par le fait même que les animaux soient en plein air (hormis pour les phases hors-sols qui respecte les normes d’élevage en vigueur), ce qui permet aux animaux d’exprimer leur comportement naturel de fouineur-fouisseur. Les manipulations seront réalisées par du personnel de l'Etablissement Utilisateur agréé, et ayant les compétences nécessaires pour l'expérimentation animale. Surveillance et points limites adaptés : l’état de santé des animaux sera suivi quotidiennement. Le personnel technique intervenant dans l’expérimentation est sensibilisé aux signes de douleur (signes physiologiques : augmentation de la fréquence respiratoire ; température corporelle anormalement élevée ; les signes comportementaux ; apathie, décubitus prolongé, modification de vocalises ; les apparences : expression faciale ou posture inhabituelle). Dans le cas de signes de douleurs, de souffrance et d’angoisse prolongé, l’animal est isolé et soigné.
Choix des espèces
L'objectif est de caractériser les qualités de viande porcine, en vue de proposer aux agriculteurs-éleveurs des itinéraires techniques économiquement et environnementalement viables pour valoriser la race porcine locale et fournir des denrées alimentaires d’origine animale saines et favorisant le bien-être des animaux. L’espèce incluse dans l'expérimentation constitut la cible de l'étude. Les porcs sont des animaux en stade de fin d’engraissement, de 6 mois d’âge au début de l’essai et 8 mois en fin d’expérimentation.
Etude pré-clinique d’un implant cérébral dans la zone péri-tumorale d’un glioblastome, chez le miniporc.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Diagnostic des maladies
Une tumeur de type glioblastome est induite dans le cerveau, un implant souple est posé dans la zone péritumorale au cours d'une chirurgie sous anesthésie pouvant durer six heures, puis les signaux cérébraux sont enregistrés sur animal vigile jusqu'à trois heures par jour et le sang prélevé chaque semaine. 30 miniporcs sont utilisés dans ces procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur attend une hémorragie puis un possible œdème cérébral pendant la chirurgie, un traumatisme local lié à la pose des électrodes et à l'extraction des tumeurs, une douleur modérée après l'opération et des infections aux points de suture. 26 animaux sont tués pour analyses histologiques, les 4 miniporcs restants, non implantés, pouvant être réutilisés dans d'autres projets.
Objectifs
L’objectif du projet de recherche est la vérification et la validation des performances de l’implant intracérébral innovant et de son intérêt théranostique (approche médicale visant à privilégier le développement simultané des aspects diagnostic et thérapeutique). Un verrou technologique actuel concernant les implants neuronaux et leur intérêt thérapeutique est leur capacité à pouvoir enregistrer les neurones sur le long terme. C’est en partie dû au fait que les implants actuels sont rigides, ce qui entraine une réponse inflammatoire de l’organisme forte. L’avantage du développement de notre implant souple est qu’il permet, en étant souple, d’augmenter sa biocompatibilité et de limiter la réaction inflammatoire. Nous avons eu des résultats prometteurs chez les rongeurs. Nous voulons tester la capacité de l’implant cérébral à assurer un interfaçage stable sur le moyen et long terme à l’échelle cellulaire et multi-cellulaire dans le système nerveux central au niveau cortical, chez le grande modèle. Nous voulons tester la biocompatibilité de l’implant et évaluer leur acceptation et leur intégration sur le long terme par le tissu cérébral chez le mini-porc. Cette étude comporte trois axes : - enregistrement de signaux électrophysiologiques corticaux - enregistrement de signaux électrophysiologiques péri-tumoraux - stimulation péri-tumorale : étude des effets sur les signaux électrophysiologiques péri-tumoraux La qualité des implants sera déterminée par leur capacité à assurer une bonne stabilité des enregistrements. En particulier, nous déterminerons la stabilité des formes des potentiels d’action sur des périodes de plusieurs jours.
Bénéfices attendus
Cela permettra de valider un nouveau dispositif qui peut aider les neurochirurgiens à mieux délimiter les marges tumorales, évaluer le pronostic et permettre un ajustement plus précoce du traitement dans une maladie incurable comme le GBM. Il constituera un gain significatif pour les cliniciens, les patients et les systèmes de santé. De plus, ce projet permettra comprendre mieux le fonctionnement de la zone péritumorale.
Procédures
Les animaux sont soumis à : -Procédures chirurgicales et analyse d’imagerie : sous anesthésie, donc la durée sera plafonnée à 6h, et limitée autant que possible à 2h30, afin d'assurer une récupération optimale aux animaux. Cette longue procédure permet d'évaluer un maximum de paramètres sur un seul animal et donc de réduire le nombre d'animaux utilisés ; - Les enregistrements signaux cérébraux : sur les animaux vigiles, maximum 3 heures par jour; - Les prises de sang seront effectuées 1 fois par semaine sous anesthésie avec une durée environ 2 minutes.
Impact sur les animaux
La principale nuisance attendue chez les animaux est relative à la chirurgie et à la période postopératoire. Il s’agit plus précisément de : - stress de l’anesthésie, hypothermie ; - hémorragique puis possible œdème cérébral au niveau du cerveau pendant la chirurgie ; - le traumatisme local provoqué dans le cerveau (par la pose des électrodes et l’extraction des tumeurs) ainsi que la douleur modérée en postopératoire ; - infection au niveau des points de sutures. La principale nuisance attendue sur la partie des enregistrements : l'inconfort lié à la présence des électrodes. Pour les prélèvements (sang) : stress de l’anesthésie, légère douleur possible. Une surveillance des paramètres comportementaux (anxiété, motricité, etc..) permettra de détecter les complications inattendues.
Devenir
A la fin du projet, les animaux seront euthanasiés afin de réaliser des analyses histologiques. Les animaux supplémentaires, non utilisés lors de l'implantation, pourront être réutilisés dans d'autres projets.
Remplacement
Nous avons précédemment travaillé avec des cultures cellulaires et des organoïdes, mais à ce stade de l’étude, il est nécessaire de passer à un modèle in vivo. Nous avons besoin d’étudier l’impact des mouvements in vivo sur la stabilité et la robustesse de l’implant à long terme.
Réduction
Conformément au principe des 3R, les matériaux ont été préalablement testés sur des cultures cellulaires afin de minimiser le nombre d'animaux nécessaires pour les essais in vivo. La première étude (preuve de concept) sera réalisée sur un minimum de 10 animaux, incluant 2 supplémentaires. Le nombre d’animaux a été réduit au strict minimum requis pour obtenir des données fiables concernant l’évaluation de la fonctionnalité du dispositif. Cependant, le Règlement Européen 2017/745 exige un nombre suffisant de preuves d'efficacité à travers plusieurs traitements. Le produit est considéré efficace s'il fonctionne sur 10 tumeurs. Par conséquent, une autre étude avec 20 animaux (2 supplémentaires) est envisagée afin de répondre aux exigences réglementaires.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans le respect de leurs besoins éthologiques avec des enrichissements propres à l’espèce. La température de la salle d’hébergement sera augmentée après la chirurgie. 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. En cas de troubles liés au dispositif, des traitements pourront être mis en place, similaires à ceux pratiqués en médecine humaine. Tout acte douloureux ou fortement stressant sera réalisé sous sédation ou sous anesthésie (locale ou générale selon les besoins). Au cours des études, les animaux feront l'objet d'un suivi clinique, afin de détecter tout signe de mal-être ou toute anomalie physique. La surveillance est renforcée durant la période post-opératoire et en cas d’apparition de troubles. L’ensemble de ces informations sont reportées sur des fiches de suivi adaptées. Cette surveillance permet une intervention rapide auprès du vétérinaire et du responsable de projet pour adapter les soins analgésiques si nécessaire. Si une étape du protocole chronique affecte l’état de santé au point d’atteindre l’un des points limites sans qu’aucune action ne puisse permettre un retour à l’état basal, alors le protocole sera interrompu et l’animal mis à mort selon les modalités éthiques. Quant au traitement à la ciclosporine, les animaux seront plus vulnérables aux infections. Par conséquent, un équipement de protection individuelle propre (gants, etc.) sera utilisé pour prévenir l’infection. De plus, un masquant de goût sera utilisé pour rendre le traitement plus appètent. Pendant la procédure chirurgicale, les animaux sont maintenus sous anesthésie générale avec une surveillance constante de leurs paramètres vitaux (fréquence cardiaque, pression sanguine, température...). Ceux-ci nous permettent d’apporter la nécessaire hydratation ou de fournir des antiarythmiques en cas de risque de fibrillation ventriculaire. Une fois implantés, les animaux devront être isolés dans leur enclos pour éviter la détérioration des connecteurs, ce qui rendrait les implants inutilisables et risqués. Cependant, ils pourront interagir visuellement et auditivement avec d'autres animaux dans des enclos voisins, et des jeux (ballons...) enrichiront leur environnement.
Choix des espèces
Le porc (une tumeur induite), à cause de similarités anatomique du cerveau de porc et de l’homme. Le transfert technologique de nouveaux implants chez l’homme impose des tests précliniques dans un modèle animal pertinent. Il sera nécessaire d'évaluer la biocompatibilité des implants et leur capacité à enregistrer l’activité neuronale et la stimuler électriquement de manière stable sur le long terme chez le mini-porc. En effet, ce modèle est plus pertinent que le modèle rat, car son cerveau produit des mouvements importants qui sont une des sources principales de l’instabilité des signaux chez l’homme. De plus, notre laboratoire a un modèle tumeur glioblastome développé et validé chez le minipig. Les porcs utilisés en étude sont de jeunes animaux, car la craniectomie doit être réalisée chez les miniporcs de moins de 5 mois, période pendant laquelle les sinus ne sont pas encore bien développés. Les porcs utilisés en étude sont de jeunes animaux, car la craniectomie doit être réalisée chez les miniporcs de moins de 5 mois, période pendant laquelle les sinus ne sont pas encore bien développés.
Validation préclinique chez le modèle porcin d’un dispositif électronique ingestible permettant de moduler l’activité vagale et cérébrale de manière non invasive
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système nerveux
22 porcs juvéniles de 30 à 40 kg vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, chacun subissant des anesthésies générales plafonnées à six heures. Un dispositif filaire de stimulation est inséré dans le duodénum, par chirurgie ou par canule, puis les animaux passent un scanner et un électrocardiogramme, parfois deux scintigraphies gastriques à une semaine d'intervalle ou une imagerie cérébrale de deux heures trente. Tous sont tués à l'issue, le porteur indiquant qu'il n'est pas possible de les remettre dans le circuit d'élevage pour la consommation humaine. Le bénéfice décrit reste une étape intermédiaire : valider un prototype filaire, pour envisager plus tard un dispositif ingestible autonome, lui-même préalable à un éventuel usage chez l'humain.
Objectifs
De nombreuses pathologies d’origine nutritionnelle ou digestive font état d’anomalies de communication au niveau de l’axe intestin-cerveau, comme en contexte d’obésité, de gastroparésie ou de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin. Le nerf vague joue un rôle majeur dans cette communication entre organes et différentes approches thérapeutiques invasives ont déjà été envisagées pour stimuler le nerf vague, comme la stimulation électrique avec implantation d’électrodes et de stimulateur par voie chirurgicale. L’objectif de cette étude préclinique est de tester un dispositif électronique ingestible qui serait capable de parvenir au niveau de l’intestin et de s’y déployer pour stimuler les neurites (terminaisons nerveuses) des villosités intestinales, modulant ainsi l’activité du nerf vague, par voie de conséquence la vitesse de vidange gastrique (la stimulation du nerf vague permettant de détendre le sphincter pylorique et d’accélérer la vidange gastrique) et in fine les réponses cérébrales, notamment à une stimulation alimentaire gustative sucrée. Dans la présente étude pilote, un prototype filaire du dispositif sera testé chez le modèle porcin afin de valider les effets de la stimulation opérée par ce dispositif au niveau de l’activité du nerf vague, de ses effets au niveau gastrique et cérébral.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de valider l’efficacité d’un premier prototype filaire capable de moduler l’activité vagale, la vidange gastrique et les réponses cérébrales par stimulation des neurites au niveau de l’intestin. Une fois cette preuve de concept obtenue, permettant de disposer de paramètres de stimulation efficaces, un futur projet pourra être envisagé cette fois avec un dispositif ingestible capable de se déployer de manière autonome dans l’intestin grêle, donc sans nécessité d’implantation chirurgicale. Cette solution représenterait une alternative non invasive en comparaison des autres techniques de stimulation vagale existantes, facilement implémentable et modulable en fonction des patients. En fin de vie ou d’action, le dispositif ingestible final sera excrété par voie naturelle via les fèces.
Procédures
Quatre animaux permettront de déterminer la meilleure stratégie pour implanter le dispositif de stimulation filaire : 1) la stratégie la moins invasive, privilégiée, correspond à l’insertion préalable du dispositif filaire sous anesthésie générale ; 2) la stratégie alternative, choisie si le dispositif ne peut pas rester longtemps en place, nécessite l’implantation d’une canule duodénale permettant l’insertion du dispositif le jour des mesures. Une fois le mode d’insertion choisi, 4 à 6 nouveaux animaux seront implantés avant d’être soumis à une imagerie anatomique CT-Scan (rayons X) et un enregistrement électrocardiographique (ECG) sous anesthésie générale pour repérer le dispositif dans le duodénum et évaluer l’effet de la stimulation sur l’activité vagale (intervention unique de 1h30 à 2h). Si aucun effet n’est observé durant l’ECG, les animaux seront soumis à 2 scintigraphies gastriques à une semaine d’intervalle, afin d’évaluer indirectement l’effet de la stimulation sur l’activité vagale en évaluant le temps de vidange gastrique après un repas test radiomarqué (interventions de 2h à 2h30). Sur 9 à 12 animaux différents, une imagerie par résonance magnétique fonctionnelle cérébrale sera réalisée sous anesthésie générale une semaine après l’intervention chirurgicale, afin d’évaluer l’effet de la stimulation sur l’activité cérébrale et les réponses cérébrales à une stimulation gustative sucrée (intervention de 2h à 2h30).
Impact sur les animaux
Douleur, lésion physique ou gêne après intervention chirurgicale. Stress psychosocial léger du fait de l’hébergement en cages individuelles, même si les animaux ont toujours des contacts visuels et auditifs avec des congénères. Stress psychosocial léger au début de l’habituation au hamac de contention, si l’option de réaliser des scintigraphies gastriques est retenue.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue de chacune des étapes du projet. Il n'est en effet pas possible de conserver ces animaux ni de les remettre dans le circuit d'élevage pour une consommation humaine ultérieure. Par ailleurs, des prélèvements intestinaux sont susceptibles d'être réalisés après la mise à mort afin de vérifier l'absence d'inflammation au niveau du site de fixation du dispositif de stimulation.
Remplacement
Les objectifs de ce projet sont de valider les effets d’un prototype de dispositif médical capable de stimuler le nerf vague via les terminaisons nerveuses intestinales et de moduler l’activité cérébrale, notamment en réponse à des stimuli alimentaires comme une stimulation sucrée. Ce dispositif doit impérativement être testé sur un modèle in vivo pertinent avant de l’optimiser et de l’appliquer à une étude clinique chez l’humain. Le porc est un animal de référence pour l’expérimentation médicale en chirurgie, gastroentérologie, nutrition et neurosciences. Son système digestif, son anatomie et sa physiologie générales sont proches de ceux de l’humain. De plus, de très nombreuses études ont été publiées sur ce modèle dans le domaine de l’imagerie cérébrale, notamment par notre équipe qui est un des leaders sur le sujet.
Réduction
Quatre animaux sont un strict minimum nécessaire pour tester les deux stratégies d'insertion du dispositif de stimulation, chaque animal représentant son propre contrôle lors des mesures ECG et de vidange gastrique. Comme précédemment validé et publié, un effectif d’environ 8-9 animaux représente le minimum nécessaire pour observer des différences significatives entre groupes ou traitements expérimentaux dans le domaine de l’imagerie cérébrale par IRMf, mais nous avons décidé d’inclure 12 animaux afin de garantir une puissance statistique satisfaisante tout en palliant d’éventuels imprévus.
Raffinement
Les techniques d’anesthésie et de chirurgie employées utilisent des appareillages de pointe et seront réalisées par un chirurgien spécialiste de la chirurgie gastrointestinale chez l’humain et de la chirurgie expérimentale sur modèle porcin, avec l’aide de personnels compétents en anesthésie et analgésie porcine. Le suivi et l’analgésie post-opératoires des animaux seront effectués par des personnels compétents de manière à réduire la douleur et la souffrance des animaux. Toutes les interventions chirurgicales seront réalisées sous anesthésie générale et respecteront la charte nationale d’éthique sur l’expérimentation animale. Les scintigraphies gastriques ne seront réalisées qu’en l’absence d’effet au niveau de la variabilité du rythme cardiaque enregistrée via ECG. Cette mesure est non invasive, réalisée sur animaux vigiles préalablement habitués au hamac de contention avec des récompenses alimentaires. Des points limites et critères d’arrêt des souffrances et de l’expérimentation ont été précisément définis, prenant en compte des indicateurs de bien-être général et d’éventuelle souffrance physique post-opératoire non résolue par l’usage d’analgésique, notamment grâce à l’utilisation quotidienne d’une grille de notation dédiée à l’espèce porcine.
Choix des espèces
Le porc est le modèle gros animal de référence pour l’expérimentation médicale. Son système digestif, son anatomie et sa physiologie générales sont proches de ceux de l’humain. Par ailleurs, son cerveau est gyrencéphale, c’est-à-dire qu’il est doté de circonvolutions comme chez les primates, et est d’une taille relativement importante, ce qui permet la réalisation d’imagerie cérébrale fonctionnelle avec les mêmes machines (e.g. IRMf) que chez l’humain. Enfin, le porc est omnivore et présente une préférence spontanée pour la saveur sucrée, qui sera notamment étudiée en imagerie cérébrale dans le cadre de ce protocole de recherche. Porcs juvéniles de 30 à 40 kg, de race Large White x (Piétrain x Landrace) pour les tests sur l'implantation du dispositif (N=4). Miniporc Yucatan jeunes adultes (12 mois) pour les étapes 1 et 2 d'exploration des effets de la stimulation sur l'activité vagale et cérébrale (N=18).
Renforcer l’immunité innée dans les poumons des porcs pour lutter contre la grippe porcine
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
23 porcelets âgés de quatre semaines vont être utilisés, 15 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 8 un niveau modéré, tous tués pour des lavages broncho-alvéolaires et des prélèvements de poumons. Ils subissent une intubation pour une administration intratrachéale sous anesthésie, une nébulisation, jusqu'à quatre prises de sang et quatre écouvillons sous sédation, et une inoculation du virus de la grippe porcine qui provoque fièvre, toux et écoulement nasal. Le porteur décrit l'infection grippale du porc comme "pas très grave" et prévoit un renforcement positif à base de fraises tagada ou de pop-corn. Les bénéfices annoncés visent d'abord la filière, avec une production de viande qualifiée de "responsable, durable et rentable", la protection de la santé humaine venant ensuite.
Objectifs
La filière porcine est confrontée à un nombre croissant de défis, dans la perspective d'une production alimentaire durable et sûre. La lutte contre la grippe porcine est très difficile car les vaccins contre la grippe ne parviennent pas à conférer une immunité protectrice. La stimulation par la flagelline, un agoniste spécifique du système immunitaire inné respiratoire, est apparue comme une stratégie alternative pour favoriser la résistance aux maladies. Nous avons précédemment montré que l'administration de flagelline par voie systémique stimule les défenses immunitaires innées antibactériennes et antivirales de l'hôte dans les voies respiratoires. De plus, nous avons montré un effet protecteur de la flagelline dans un modèle d'infection de la grippe chez la souris, ce qui suggère que la flagelline pourrait également être efficace contre la grippe chez le porc. Cet effet bénéfique pourrait être attribué à son activité pro-inflammatoire et à un effet positif sur la maturation des cellules immunitaires résidentes. Nous proposons une approche de biologie systémique dans laquelle nous combinerons plusieurs nouvelles techniques (séquençage, imagerie confocale...) pour déchiffrer la complexité des réponses du porc aux infections par la grippe et les mécanismes de protection induits par la flagelline. Nous apporterons d'abord la preuve de concept que l'administration de flagelline protège contre la grippe porcine. Ensuite, nous identifierons les déterminants génétiques impliqués dans la réponse de l'hôte à la grippe et responsables de l’effet de la flagelline, et nous utiliserons des approches de machine learning pour produire un algorithme prédisant la susceptibilité des cellules à l'infection. Cette approche servira à développer des thérapies plus sûres et plus efficaces pour combattre la grippe porcine. Les résultats seront partagés avec les acteurs industriels pour assurer un transfert efficace.
Bénéfices attendus
Notre projet utilise une nouvelle stratégie pour stimuler le système immunitaire des porcs afin de lutter contre la grippe porcine. Cela répond aux besoins de la société en terme d'avoir une production de viande responsable, durable et rentable. Nous allons: • Montrer que la flagelline peut protéger les porcs contre la grippe porcine. • Étudier comment la grippe porcine affecte les cellules des poumons des porcs et comment la flagelline peut aider à renforcer leur immunité. • Trouver de nouvelles façons de combattre la grippe porcine en identifiant des voies moléculaires qui pourraient être ciblées par de nouveaux médicaments. • Développer des outils informatiques pour mieux comprendre comment les porcs réagissent à la grippe porcine et pour prédire leur susceptibilité à l'infection. Cette approche permettra de mieux prévenir la propagation de la grippe porcine et d'améliorer la santé des porcs, ce qui est important pour une production de viande durable et responsable. De plus, il est important de noter que la grippe porcine est une maladie zoonotique, ce qui signifie qu'elle peut se transmettre des animaux aux humains. En étudiant la grippe porcine et en développant de nouvelles méthodes pour la combattre, nous serons mieux préparés à faire face à une éventuelle vague de grippe porcine. Cela peut aider à prévenir une épidémie et à protéger la santé publique. En fin de compte, en améliorant la santé des porcs, nous améliorons également la santé des humains.
Procédures
Pendant la première expérimentation, nous utiliserons 8 animaux qui subiront : 2 prélèvements sanguins, sur animaux vigiles sédatés, 2 tubes de 5 mL, 2 min et 1 Nébulisation sur animaux anesthésiés, 30 minutes. Dans la deuxième expérience, nous utiliserons un total de 15 animaux qui subiront : Une intubation pour réaliser une administration en intratrachéale sur animaux anesthésiés puis une nébulisation 1 heure après, 1h30 ; 4 prélèvements sanguins sur animaux sédatés, 2 tubes de 5 mL, 2 min et 4 Ecouvillons sur animaux sédatés, 2 min.
Impact sur les animaux
Des expériences antérieures suggèrent que les animaux peuvent avoir une légère baisse de température après avoir récupéré de l'anesthésie et de la nébulisation de flagelline. Pour les animaux inoculés avec de la grippe ; on s'attend à ce que les animaux développent de la fièvre (mais pas trop sévère) pendant quelques jours, elle peut persister jusqu'à la fin de l'expérience (3 jours). Les symptômes typiques de la grippe porcine sont de la fièvre, de la toux, de l'écoulement nasal et des éternuements.
Devenir
Les animaux à la fin de la procédure seront tous euthanasiés pour réaliser des lavages broncho-alvéolaires et différents prélèvements des poumons.
Remplacement
L'étude de l'effet de la flagelline comme thérapie dans le cas d’une infection grippale ne peut être effectuée en utilisant uniquement des lignées cellulaires in vitro. La réponse immunitaire présente un comportement complexe et dynamique qui dépend non seulement de la réponse des cellules épithéliales des voies aériennes, mais aussi de son interaction avec un grand nombre de cellules immunitaires (neutrophiles, macrophages, cellules dendritiques, cellules T ...). En outre, la clairance de l'agent pathogène dans les voies aériennes dépend de cette réponse immunitaire, mais aussi du transport mucociliaire. Cette complexité rend presque impossible d'imiter la réponse à la flagelline in vitro. Pour ces raisons, l’utilisation des lignées cellulaires ne peuvent pas reproduire la complexité de la réponse immunitaire in vivo qu’implique une interaction entre différents types de cellules.
Réduction
Nous utilisons le nombre minimum d'animaux qui peut nous donner un résultat scientifiquement valable. Pour la première expérimentation qui implique l'étude de l'effet pro-inflammatoire de la flagelline dans les poumons, nous utiliserons 4 porcs pour le groupe traité et 4 porcs pour le groupe de contrôle. Bien que le nombre d'animaux ne soit pas très élevé pour montrer l'effet de la flagelline, nous utiliserons une technologie qui peut être utilisée pour étudier la réponse immunitaire des cellules des voies respiratoires des porcs à l'infection par la grippe, en analysant l'expression de gènes dans chaque cellule individuelle. Cette technique permet de recueillir une grande quantité de données à partir d'un seul porc, ce qui peut réduire le nombre total d'animaux nécessaires pour obtenir des résultats fiables. Pour la deuxième expérimentation, des expériences précédentes réalisées chez les souris ont montré que 6 animaux par groupe expérimental suffisent pour observer un effet significatif de la flagelline sur la charge virale. Pour cette raison, nous utiliserons 6 porcs par groupe.
Raffinement
Des expériences et des publications antérieures utilisant des modèles expérimentaux porcins d'infection grippale montrent que l'infection grippale chez le porc n'est pas très grave. On s'attend à une légère hyperthermie quipeut être ou non associée à une toux et à des éternuements. La stimulation de la flagelline provoque une réaction inflammatoire transitoire dans les poumons (moins de 24 heures). Les porcelets seront sédatés ou sous anesthésie pour tous les actes techniques ; sous la supervision de personnel qualifié et formé. Les 8 animaux de la première expérimentation seront hébergés en groupe de 4 dans une cage de 2 m². Les 12 animaux de la seconde seront hébergés en groupe de 6 dans une cage de 4 m². Ils seront hébergés en groupe tout au long des 2 procédures. Dans chaque cage, il y aura un ballon, un nunchaku ou/et chaînes. Ils auront accès à la nourriture à volonté. Les 3 porcs témoins seront hébergés ensemble également. Une semaine d’acclimatation est prévue dans chaque expérimentation pour que les porcelets s’habituent à leur nouvel environnement. Un renforcement positif sera mis en place avec des fraises tagada ou du pop-corn. Toutes les prises de sang et écouvillons seront réalisés sur animaux sédatés.
Choix des espèces
La grippe porcine est un pathogène du porc, ce qui fait du porc l'espèce animale la plus pertinente. D'autres modèles animaux existent, comme les souris, mais pourraient produire des réponses immunitaires différentes. Les porcs seront âgés de 4 semaines à l’arrivée. A ce stade, les animaux pèsent entre 8 à 10 kg, ce qui facilite la manipulation et les anesthésies.
Evaluation préclinique de produits de santé pour la chirurgie cardiovasculaire
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Chiens : 100
Cochons : 600
Chèvres : 80
Moutons : 170
600 porcs, 500 lapins, 170 moutons, 100 chiens et 80 chèvres vont être utilisés pour tester des stents, des prothèses vasculaires et des valves cardiaques avant leur mise sur le marché. Chaque animal subit une implantation chirurgicale d'une à quatre heures selon la difficulté de l'accès au cœur, avec un risque d'hémorragie ou d'ischémie, parfois suivie d'une biopsie d'une heure et de séances d'imagerie dans un autre établissement. 950 sont utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, 160 dans des procédures sévères, 240 sont opérés sans jamais être réveillés, et les 1 450 sont tués pour l'examen des tissus au contact du dispositif. Le donneur d'ordre commande ces essais et s'engage à ne pas les faire refaire à l'identique, le porteur indiquant par ailleurs que la réglementation impose le recours aux animaux avant tout test clinique.
Objectifs
Ce projet vise à évaluer la tolérance (ou sécurité) ainsi que la performance (ou efficacité) des produits de santé en chirurgie cardiovasculaire (exemple : stent, prothèse vasculaire, valve cardiaque...). Ces produits destinés à être mis en contact avec le corps humain doivent être préalablement testés pour garantir le bon rétablissement des patients après chirurgie, et pour garantir leur efficacité lors de l'utilisation clinique. La réglementation exige de prouver l'efficacité des produits de santé et de réduire au minimum le risque de réactions indésirables avant de proposer un produit sur le marché. Compte-tenu de la complexité des mécanismes de régulation d'un organisme vivant, le recours au modèle animal est nécessaire pour répondre aux objectifs du projet. Certains projets nécessiteront des séances d'imagerie (scanner, IRM), qui seront externalisés dans des établissements utilisateurs partenaires disposant de l'ensemble des équipements nécessaires pour la conduite des examens.
Bénéfices attendus
Ce projet permet d'obtenir dans différents modèles animaux des données de performance et de tolérance des produits de santé en chirurgie cardiovasculaire. Ainsi, il est possible d'étudier ces produits en vue de répondre aux exigences des autorités réglementaires dans l'obtention d'une autorisation de mise sur le marché, élargissant l'offre et améliorant ainsi les chances de guérison et/ou le confort des patients.
Procédures
Pour l'ensemble des procédures, tous les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale afin d'implanter le dispositif médical à tester (cette intervention chirurgicale peut durer entre 1h et 3h voire 4h pour les chirurgies les plus compliquée (accès au cœur par exemple). Cette intervention a toujours lieu sous anesthésie générale (chimique et gazeuse), et analgésie. L’antibiothérapie est ajoutée au cas par cas en fonction de l’invasivité de la chirurgie et des risques infectieux associés. Des prélèvements sanguins peuvent etre réalisés en cours d'étude. Ceux-ci pourront se faire sous anesthésie ou non, selon le contexte de réalisation de cet acte (en cours de chirurgie, pendant le temps de l’étude ou juste avant l’euthanasie des animaux en fin d’étude). Un prélèvement intermédiaire ou biopsie peut être réalisé en cours d'étude (durée de l'intervention estimée à 1h) afin de suivre l'évolution de la réaction des tissus au contact du dispositif. Cette intervention se fera systématiquement sous anesthésie générale (chimique et gazeuse) et analgésie. D'autres type d'interventions non douloureuses, de type scanner ou radiographies pour observer le dispositif en cours d'étude, peuvent être réalisées sous anesthésie légère (en général, en fonction de la durée de l'étude, 1 à 3 sessions d'imagerie peuvent etre envisagées en cours d'étude). Le scanner ou l'IRM seront externalisés dans des établissements utilisateurs partenaires, la durée de l'intervention est d'environ 1h pour le scanner, et 1h30 pour l'IRM.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables ne pouvant être résolus par des mesures de raffinement sont, selon les procédures, la survenue d'un hématome ou oedème au niveau du site opératoire, une hémorragie (perte de sang) ou ischémie (manque de perfusion sanguine d'organes) en raison des sites d'implantation (vaisseaux, coeur...). Les douleurs post-opératoires peuvent apparaitre et seront prises en charge par des mesures de raffinement. Les nuisances attendues en lien avec les séances d'imagerie sont le transport entre les établissements utilisateurs, pouvant être une source de stress. Les animaux recevront une anesthésie fixe afin de réaliser l'imagerie, pouvant induire un stress. Du produit de contraste pourra être injecté grâce à un cathéter en intraveineux. Une légère perte de poids (non systématique) pourrait être observée dans les quelques jours suivant l'anesthésie.
Devenir
Pour répondre aux objectifs de chacune des procédures du projet, des observations post-mortem sont nécessaires. En effet, la sécurité des produits est évaluée en observant la réaction des tissus au contact du dispositif à tester, et ceci se fait par prélèvements des tissus et organes entourant le produit, afin de réaliser des analyses microscopiques (histologie notamment, qui est la meilleure méthode d'évaluation des effets locaux induit par un produit étranger à l'organisme, comme l'inflammation par exemple). De même la performance peut, elle aussi, être évaluée par des tests spécifiques sur les organes et le dispositif prélevé (exemple : tests mécaniques sur des prothèses vasculaires pour évaluer l’élasticité du greffon). En raison des objectifs des procédures de ce projet, il n'est pas possible de maintenir en vie les animaux utilisés.
Remplacement
A ce jour, il n'existe pas de méthode alternative permettant d’évaluer la performance et la tolérance locale des produits de santé cardiovasculaire, en raison des interactions complexes s'établissant entre le tissus ciblé (exemple : vaisseaux, coeur) et le dispositif lui-même. De plus, l’utilisation d’animaux est requise dans la réglementation que doivent suivre les tests précliniques sur les dispositifs médicaux, avant de pouvoir lancer les tests cliniques.
Réduction
Le donneur d'ordre demandant la réalisation de ces tests s'engage à ne pas faire renouveler à l'identique un essai déjà mené précédemment. Par ailleurs pour réduire le nombre d'animaux inclus en étude, il est possible d'utiliser un même groupe "controle" (produit dont l'effet est déjà connu), pour plusieurs groupes "test" recevant des produits à tester différents. Les études de screening précédemment citées permettent également de sélectionner un produit test qui présente le plus d'intérêt à être développé, réduisant de ce fait le nombre de tests sur des produits ayant un intérêt moindre. Les études dites "pilotes" sur quelques animaux seulement, peuvent aussi servir à orienter les choix de poursuite de développement d'un produit ou le choix du modèle expérimental le plus approprié (matériel ou abord chirurgical le plus adéquat…), avant d'entamer les études réglementaires à plus grande échelle et devant répondre aux normes en vigueur pour l'élaboration du dossier pour la mise sur le marché (nombre d'animaux minimum, durée de mise en contact minimum, etc).
Raffinement
Afin de limiter le stress des animaux, une période d’acclimatation pendant laquelle ils ne subissent aucune manipulation non indispensable est réalisée à leur arrivée dans l’établissement utilisateur. Ensuite, avant la chirurgie, une période d’habituation aux actes spécifiques est réalisée si nécessaire pour réduire l’aspect anxiogène de ces manipulations (contention, palpation, isolement, mise en place de gilets pour porter les constituants de certains dispositifs). Des enrichissements sont présents dans l’environnement des animaux (en fonction de l'espèce : jouets, plateforme de repos, augmentation de la quantité de litière…), et ces mesures sont renforcées en phase post-opératoire (ajout d’enrichissements alimentaires par exemple pour certaines espèces). La chirurgie est réalisée sous anesthésie chimique et gazeuse et analgésie (à base de morphiniques). En cas de signes de douleur et signes cliniques, le traitement adapté sera mis en place. Les animaux sont suivis de façon quotidienne sur la base des critères suivants : apparence et état général, consommation alimentaire et hydrique et transit, attitude, comportements, signes cliniques. Les signes cliniques servant de points limites sont listés dans le document joint en annexe, pour la prise de décision des mesures à mettre en place pour limiter les souffrances. Si le traitement mis en place n'a pas d'effet, l'animal est euthanasié. En phase postopératoire, le suivi est renforcé et des soins post-opératoires spécifiques peuvent être mis en place (surveillance ou réfection des pansements, désinfection des sites chirurgicaux…). En cas d’anomalie clinique, sanitaire ou comportementale, l’équipe vétérinaire assure l’examen clinique et le suivi de l’animal, afin de mettre en place une gestion adéquate de la douleur ou de l’anomalie constatée. Le risque infectieux est controlé par l'administration d'antibiotiques. Les transports des animaux vers les établissements utilisateurs partenaires (séance d'imagerie) seront organisés dans le respect du bien-être animal et de la réglementation en vigueur. Un contrôle clinique de chaque animal est réalisé par du personnel qualifié au départ et à l'arrivée. Lors des séances d'imagerie externalisées, une période de repos de minimum 1h sera respectée entre la réception des animaux et l'anesthésie et entre le réveil et le transport retour. Le risque d'hypothermie sera contrôlée grâce à la température de la salle, l'isolation du sol, les couvertures, lampes chauffantes.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie est définie dans les textes de référence (normes). Les produits de petite taille/miniaturisés seront testés préférentiellement chez le lapin. Les produits de taille importante seront préférentiellement testés chez le chien, les ovins/caprins ou les porcins. Lorsque plusieurs espèces répondent aux critères, le choix est arbitré par la durée de l’essai (pour une étude sur le long terme, utilisation d’espèces à longue durée de vie), ainsi que sur les similarités avec l’Homme. Par exemple, le chien est une espèce communement utilisée dans certains types de test car la thrombose induite par un dispositif médical a tendance à se déclencher plus rapidement que chez l'Homme. Les ovins et les porcins sont généralement de bons modèles en raison des similarités cardiovasculaires et hématologiques avec l'Homme. Les critères pris en considération dans le choix du stade de développement sont les suivants : 1.Suivi des recommandations des textes de référence Le stade de développement est exprimé en âge ou en poids. Dans la plupart des cas, l’utilisation d’animaux adultes est recommandée. 2.Propriétés intrinsèques du produit à tester En l’absence de recommandation particulière dans le(s) texte(s) de référence et si la nature du produit le requiert, le stade de développement est pertinemment sélectionné en fonction de l'utilisation clinique du produit ou de sa taille. En l’absence d’exigence particulière, l’utilisation d’animaux au stade adulte est privilégiée. 3.Cas particulier des porcs domestiques Pas de recommandation spécifique réglementaire d’où choix d’utiliser des porcs domestiques en croissance (âgés d’au moins 8 semaines). Etant donné les conditions d’hébergement, le comportement social et la manipulation des animaux, l’utilisation de porcs domestiques en croissance est la plus appropriée dans ce projet.
Evaluation du bénéfice de l’imagerie scanner dans différents domaines thérapeutiques chez le lapin, le porc, la brebis et le chien.
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles musculosquelettiques
Chiens : 12
Cochons : 12
Moutons : 12
Amenés depuis un autre établissement le matin et ramenés le soir même, 12 chiens, 12 porcs et 12 brebis sont anesthésiés le temps d'une séance de scanner, à laquelle s'ajoutent 12 lapins hébergés sur place. Les procédures sont déclarées d'un niveau de souffrance léger et aucun des 48 animaux n'est tué dans le cadre de ce projet. Les lapins peuvent recevoir une anesthésie par jour pendant sept jours, pour un maximum de cinq scanners corps entier ou dix scanners ciblés, avec injection possible d'un produit de contraste. L'étude sert à préparer d'autres projets, ceux qui évalueront des candidats médicaments, et à l'issue les chiens, porcs et brebis repartent vers de nouvelles procédures expérimentales, quatre lapins seulement étant proposés à l'adoption.
Objectifs
L’objectif du projet est d’évaluer la faisabilité, la plus-value et les bénéfices scientifiques et/ou éthiques (réduction du nombre d’animaux nécessaire) de l’imagerie scanner dans différents projets relatifs à des aires thérapeutiques différentes : cardio-vasculaire, maladie de l’os et du cartilage, implants, … Ainsi, ce projet servira d’étude pilote afin de tester la faisabilité de l’imagerie (répondre à la question est-il possible de visualiser et/ou quantifier l’organe/tissu cible ?) et tester différents protocoles d’imagerie (injection ou non de produit de contraste, temps d’acquisition, paramètres scanner…) permettant d’obtenir des acquisitions optimales nécessaire pour répondre à l’objectif scientifique des études principales. La réalisation de scanner pourra être réalisé sur 4 espèces en fonction des besoins scientifiques des études principales : chez le lapin, la brebis, le porc ou le chien. Les résultats obtenus permettront d’intégrer de l’imagerie scanner ultérieurement dans le cadre d’étude précliniques d’évaluation de candidats médicaments. Les études principales cités ci-dessus feront l’objet de demande d’autorisation de projet spécifique pour chacune d’entre elles. Les animaux seront fournis par un second EU. Il s'agit donc d'un projet multisite qui se déroule sur 2 EU différents.
Bénéfices attendus
Ce projet contribuera à évaluer si l’utilisation de l’imagerie scanner dans des études d’efficacité de nouveaux médicaments / d’implants, de tolérance locale, … peut-être avantageuse afin de répondre à des objectifs précis sans avoir recours à l’euthanasie des animaux à chaque délai et donc en réduisant ainsi le nombre d’animaux inclus dans ces études. Ce projet permettra également de valider l’utilisation de l’imagerie scanner en tant que méthode d’analyse précise et robuste dans les études principales d’efficacité.
Procédures
Les animaux seront soumis à 1 session d’imagerie scanner pour les porcs, brebis et chiens et au maximum 1 session d’acquisition scanner sera réalisé par jour pendant 7 jours pour les lapins (1 session d’imagerie correspond à une anesthésie mais pouvant servir à la réalisation de plusieurs acquisitions scanner dans la foulée pour tester différents paramètres). Au maximum, durant toute l’étude, 5 scanners corps entier pourront être réalisés ou 10 scanners ciblés sur une région afin de minimiser la dose d’irradiation reçue. Une session d’imagerie (anesthésie comprise) durera en moyenne entre 20 et 45 minutes (maximum 1 heure).
Impact sur les animaux
Les brebis, porcs et chiens seront transportés vigiles entre leur EU d’origine et notre EU. L’aller-retour se fera dans la même journée. Ces transports peuvent être une source de stress. Les brebis, porcs et chiens seront mis à jeun avant l’examen scanner. Les animaux recevront une anesthésie en fixe (chien, porc et brebis) ou gazeuse (lapin) afin de réaliser l’imagerie scanner pouvant induire un stress. Lors de cette même anesthésie, un produit de contraste pourra être injecté grâce à un cathéter en intraveineux. Une légère perte de poids (non systématique) pourrait être observé dans les quelques jours suivant l’anesthésie.
Devenir
Les animaux ayant simplement été utilisés pour des actes d’imagerie non invasives (n’étant pas infectés ou traités avec un traitement pouvant causer des effets secondaires à long terme), les animaux pourront être, après une période de réhabilitation, réintégrés dans une nouvelle procédures expérimentales. Pour les lapins, certains d'entre eux pourront être proposés à l'adoption.
Remplacement
Au cours de ce projet, l'objectif sera de tester la faisabilité de l’imagerie (répondre à la question est-il possible de visualiser et/ou quantifier l’organe/tissu cible ?) chez le lapin, la brebis, le porc ou le chien. Il n'existe donc pas actuellement de méthodes alternatives permettant de modéliser un corps entier ou certains organes/tissues en imagerie scanner afin de tester différents paramètres d'imagerie (paramètres scanner, injection ou non de produit de contraste, ...). L'utilisation d'animaux dans cette procédure expérimentale est donc nécessaire.
Réduction
Le recours à l’imagerie médicale par scanner (CT) permet de suivre, au cours du temps, les mêmes animaux sans avoir à les euthanasier pour réaliser des analyses histologiques par exemple. Ce projet permettra donc à terme, grâce au recours au scanner, de diminuer le nombre d’animaux inclus dans les études d’efficacité finales. L’objectif de ce projet, étant de mettre au point et de tester des protocoles expérimentaux permettant d’obtenir des images scanner exploitables pour répondre à des objectifs scientifiques d’autres projets, entre 1 et 3 animaux par étude seront utilisés (au maximum 12 lapins, 12 brebis, 12 porcs et 12 chiens). Sauf en cas d’atteintes des points limites, les animaux ne seront pas euthanasiés à l’issu de ces actes d’imagerie et seront retournés dans leur établissement d’origine pour les porcs, brebis et chiens. Pour les lapins, ils seront, autant que possible, inclus dans d’autres protocoles expérimentaux ou utilisés dans le cadre de la formation du personnel et/ou adoptés selon la procédure mise en place au sein de notre EU.
Raffinement
Pour les lapins, une période d’acclimatation de 7 jours à minima sera respectée. Ces animaux seront hébergés en groupes, en parc, pendant toute la durée de l’étude (sauf exception : bagarre ou blessure justifiant un isolement de l’animal sur recommandation du vétérinaire) avec des enrichissements appropriés tels que des bâtonnets de bois à ronger, du foin, des balles, une plateforme et cachette. Ils seront suivis quotidiennement afin de détecter précocement tout signe clinique anormal et ainsi mettre en place rapidement des mesures de soutien (désinfection de plaies, isolement, réhydratation …) ou mise à mort en cas d’état clinique irréversible. Les lapins seront pesés une fois par semaine afin de suivre l’évolution de leur poids. La fréquence des pesées pourra être augmentée suivant l’état clinique des animaux et le nombre d’actes d’imagerie réalisé par animal. Une évaluation clinique des animaux sera basée sur différents critères adaptés à l’espèce. Pour les espèces: brebis, porcs et chiens, un transport sera organisé dans le respect du bien-être animal et de la réglementation en vigueur entre les deux EU. Des tapis anti-dérapants seront mis en place. Un contrôle clinique de chaque animal sera réalisé par du personnel qualifié (vétérinaire, technicien ou zootechnicien) au départ et à l’arrivée. Afin de limiter le stress des animaux, une période de repos de minimum 1h sera respectée entre la réception des animaux et l’anesthésie pour les acquisitions scanner, et entre le réveil des animaux et le transport retour. Du gel oculaire de type vaseline ou Ocrygel sera appliquée au niveau de la cornée lors des anesthésies des animaux afin d’éviter tout assèchement oculaire. Une attention particulière sera portée à la lutte contre l’hypothermie : température de la salle, l’animal est placé sur le sol équipé d’un isolant avec des couvertures si besoin. Des lampes chauffantes seront rajoutées si nécessaire. En cas de doute, une mesure de la température rectale sera réalisée.
Choix des espèces
Les espèces (lapins, brebis, porcs et chiens) seront utilisés au stade adulte (à partir de 10 semaines pour les lapins, 4 mois pour les porcs et 12 mis pour les brebis et chiens). Les espèce et les stades de développement ont été choisies en fonction des espèces et des stades de développement qui seront utilisées à la suite de ce projet pour évaluer l’efficacité de nouveaux candidats médicaments. L’adéquation entre les espèces et leur stade de développement de l’étude de mise au point et les études principales d’efficacité ultérieures est indispensable pour éviter tous biais expérimentaux.
Nanomédecine pour la transplantation d’organes : évaluation de la tolérance induite par les nanoparticules chez un modèle porcin de transplantation hépatique
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Ouverts par laparotomie pendant une heure trente pour qu'on leur prélève le foie, 32 porcs donneurs sont tués sous anesthésie sans reprendre conscience. Les 32 receveurs subissent une transplantation hépatique de deux heures trente, puis des prises de sang quotidiennes pendant une semaine par cathéter jugulaire et hebdomadaires jusqu'à quatre-vingt-dix jours, avant une seconde laparotomie de biopsie et la mise à mort. Les procédures qui les concernent relèvent d'un niveau de souffrance modéré, avec une douleur post-opératoire et un hébergement initial en cage individuelle. Le traitement testé, des nanoparticules d'oxyde de fer censées induire une tolérance du greffon, "pourrait transformer" les suites de la transplantation selon le porteur, qui écarte tout risque de toxicité en s'appuyant sur des études menées chez la souris, alors qu'il justifie le recours au porc par sa proximité anatomique et physiologique avec l'humain.
Objectifs
A l’heure actuelle, la transplantation d’organes est limitée par l’utilisation d’une immunosuppression à vie (pour éviter les rejets de greffe) ce qui entraîne de nombreux effets indésirables parfois mortels tels qu’une plus grande susceptibilité aux infections, une fréquence accrue de maladies cardiovasculaires, et certaines formes de cancers. Le présent projet a été proposé pour explorer l’effet d’un traitement par nanoparticules pour induire une tolérance de l’organe transplanté afin d'éviter le rejet sans utiliser d’immunosuppresseur au long cours. Il s’agit ainsi dans un premier objectif d’évaluer un nouveau type de nanoparticules (nanoparticules d’oxyde de fer recouvertes de protéines capables de se lier à certains globules blancs) comme candidat médicament pour bloquer la réaction immune de rejet et induire la tolérance du greffon hépatique chez le modèle porcin. Ce projet a comme second objectif d’observer le bon fonctionnement des nanoparticules en recherchant la formation de cellules spécifiques du système immunitaire sous la forme de globules blancs aux propriétés anti-inflammatoires.
Bénéfices attendus
Il n’est pas possible actuellement de réaliser une greffe d’organe sans avoir recours à un traitement immunosuppresseur à vie. S’il s’avère efficace dans l’induction d’une tolérance durable, le traitement par nanoparticules faisant l’objet de ce projet pourrait transformer les suites à long terme de la greffe d’organes en supprimant les nombreux effets indésirables parfois mortels des immunosuppresseurs.
Procédures
Chez les animaux donneurs de foie : sous anesthésie générale, prélèvement du foie pour transplantation hépatique par laparotomie (incision de l'abdomen), intervention unique (1 heure 30 minutes). Chez les animaux receveurs : sous anesthésie générale, transplantation hépatique par laparotomie, intervention unique (2 heures 30 minutes). Des échantillons de sang de 0,5-1 mL seront prélevés après la procédure, puis tous les jours pendant 7 jours, via le cathéter jugulaire tant que celui-ci pourra être maintenu en place sans infection, puis via un abord périphérique auriculaire, une fois par semaine jusqu'au terme de la période de suivi. En fin de période d’observation, biopsie du greffon par laparotomie sous anesthésie générale avant euthanasie par surdose d’anesthésique (30 minutes). Pour les animaux de l’expérience n°2, le greffon sera complètement explanté par laparotomie avant euthanasie par surdose d’anesthésique.
Impact sur les animaux
Douleur modérée post-opératoire (laparotomie). Toxicité éventuelle du produit injecté pouvant induire un stress physique (les nombreuses études sur modèle murin utilisant ces nanoparticules aussi bien que des composés similaires n’ont mis en évidence aucun effet secondaire local ou systémique ; aucun effet de l’injection n’est donc attendu sur modèle porcin, mais dans l’hypothèse où cela se produirait, les points limites décrits par ailleurs seront respectés). Stress psychosocial léger du fait de l’hébergement initial en cages individuelles (même si les animaux ont toujours des contacts avec les congénères voisins).
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort soit immédiatement après chirurgie sous anesthésie générale (animaux donneurs de foie, N=32), soit 90 jours maximum après le réveil post-chirurgie (animaux receveurs, N=32) afin de pratiquer des prélèvements post-mortem à des fins d'analyses biologiques.
Remplacement
Les objectifs de ce projet sont d’une part d’évaluer l’effet thérapeutique in vivo d’un candidat médicament, et d’autre part de confirmer le mécanisme d’action de ce médicament au travers d’un modèle de transplantation hépatique. Le mécanisme d’action a déjà été montré expérimentalement dans un modèle in vitro. Avant d’envisager des études cliniques chez l’humain, ce nouveau traitement doit impérativement être testé et montrer une efficacité sur un modèle in vivo pertinent. Le porc est l’animal de référence pour l’expérimentation médicale sur les greffes d’organes ; en effet son système digestif, son anatomie et sa physiologie générale sont proches de ceux de l’humain.
Réduction
Nous avons décidé d’inclure un nombre raisonnable d’animaux nécessaires pour obtenir une puissance statistique suffisante pour observer une différence significative entre les groupes expérimentaux en matière de rejet aigu ainsi que pour pallier d’éventuels imprévus (N=12 par groupe au total). Les différences entre groupes seront analysées par des tests non paramétriques pour données non appariées (indépendantes). Des statistiques descriptives seront utilisées en complément. Chaque animal receveur sera associé à un animal donneur de même sexe. Les donneurs ne pourront pas servir à leur tour de receveur dans une optique de réduction car le foie doit être prélevé largement avec des vaisseaux les plus longs possibles empêchant la survie du donneur et l’implantation d’un foie en lieu et place de celui prélevé. De même, le foie explanté chez le receveur ne peut pas servir de greffon car les vaisseaux sont laissés les plus longs possible du côté du receveur pour permettre l’implantation du greffon.
Raffinement
Les techniques d’anesthésie et de chirurgie employées utilisent des appareillages de pointe et seront réalisées par des chirurgiens spécialistes de la transplantation hépatique chez l’humain, avec l’aide de personnels compétents en anesthésie et analgésie porcine. Le suivi et l’analgésie post-opératoires des animaux seront effectués par des personnels compétents de manière à réduire la douleur et la souffrance des animaux. Toutes les interventions chirurgicales seront réalisées sous anesthésie générale et respecteront la charte nationale d’éthique sur l’expérimentation animale. Une prise en charge de la douleur per- et post-opératoire sera effectuée avec un traitement analgésique adapté à l'espèce et aux procédures. Des points limites précis ont été établis et une grille optimisée pour l'évaluation de la douleur et du bien-être animal sera utilisée.
Choix des espèces
Le porc est le modèle gros animal de référence pour l’expérimentation médicale sur les greffes d’organes. Son système digestif, son anatomie et sa physiologie générales sont proches de ceux de l’humain. Des porcs en croissance (30-40 kg) seront utilisés car les modèles porcins publiés en ischémie et transplantation hépatique l'ont été sur ce type d'animaux.
Evaluation de la pathogénicité d’agents infectieux et de la protection induite par des antigènes associés ou non à des adjuvants en vue de l’identification de nouveaux candidats vaccins et d’anticorps pour la prévention de pathogènes infectieux.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles immunitaires
Rats : 200
Cochons d'Inde : 200
Hamsters dorés : 200
Lapins : 200
Furets : 200
Cochons : 100
Inoculés avec un agent infectieux bactérien ou viral après avoir reçu un candidat vaccin, 5 000 souris, 200 furets, 200 lapins, 200 rats, 200 cochons d'Inde, 200 hamsters dorés et 100 cochons vont être utilisés, tous tués à l'issue. Les procédures relèvent d'un niveau de souffrance léger pour 3 245 d'entre eux, modéré pour 1 505 et sévère pour 1 350, avec poils hérissés, hyperthermie, signes neurologiques et troubles respiratoires attendus selon les protocoles. Le porteur écarte l'analgésie au motif que les antalgiques modifieraient la réponse immunitaire étudiée, et indique que les animaux atteignant un score clinique critique sont mis à mort avant la fin de l'étude. Ni les pathogènes testés ni les candidats vaccins ne sont nommés, l'établissement se bornant à mentionner des agents de classe 2 ou 3 et un maximum de six doses infectieuses évaluées.
Objectifs
Le projet consiste à évaluer, sur l’animal, l’effet protecteur ou thérapeutique d’un candidat vaccin ou d’un traitement anti-infectieux contre une infection. Pour se faire, dans un premier temps des études de développement seront réalisées pour établir les modèles animaux dit infectieux afin de représenter la maladie d’intérêt. Ces études permettront de définir entre autres les doses infectieuses du pathogène cible, bactérien ou viral, qui sera inoculé chez l’animal. À la suite de cela, des études d’efficacité (ou d’épreuve) seront réalisées dans ces modèles infectieux. Les animaux recevront le candidat (vaccin ou traitement) dont l’efficacité sera mesurée par le degré de protection induit contre l’inoculation du pathogène.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus pour ce projet sont la mise sur le marché ou éventuellement l’utilisation en essai clinique, de différentes préparations vaccinales ou de traitements anti-infectieux, d’évaluer les nouvelles voies d’administration ou les nouvelles formes pharmaceutiques qui permettent d’améliorer la performance du vaccin ou du traitement anti-infectieux. Enfin, ce projet peut permettre de comprendre les mécanismes d’action, la caractérisation de la réponse immunitaire et d’identifier des corrélats de protection. La découverte de nouveaux candidats permettra de lutter contre des maladies et de sauver des vies humaines dans le monde.
Procédures
Les études de protection et d’efficacité thérapeutique consistent à administrer des antigènes, anticorps, sérums dont la dose peut être unique ou multiple sous différentes voies d’immunisation en vue de protéger contre une épreuve par un agent infectieux. L'infection est unique, plus rarement répétée. Plusieurs voies d'épreuve peuvent être utilisées. Ces différents types d’injection durent moins d’une minute.
Impact sur les animaux
L’administration des candidats vaccins, ou thérapeutiques génère des signes cliniques légers (réactogénicité locale avec principalement de l’érythème voire parfois un gonflement et une induration des tissus, rarement des poils hérissés et une perte de poids transitoire de moins de 10%). Dans le cas de l’infection par le pathogène, en fonction du protocole appliqué les effets indésirables sont légers à sévères (poils hérissés, baisse d’activité, hyperthermie, signes neurologiques et troubles respiratoires et une perte de poids transitoire de moins de 15%).
Devenir
Aucun des animaux infectés ne peut être réutilisé pour des raisons sanitaires. Les animaux sont euthanasiés après épreuve par l’agent infectieux. L’euthanasie pourra être pratiquée plus précocement en fonction du type de test, de l’évolution des signes cliniques et de l’expérience du technicien animalier ou de recherche pour abréger la souffrance.
Remplacement
Dans le cadre du développement de candidats vaccins ou d’anticorps la réponse immunitaire ainsi que la protection induite par de nouveaux antigènes et des candidats vaccins doivent être évaluées sur un organisme entier. Ainsi à ce jour, il n'existe pas de méthodes alternatives in vitro pour évaluer les capacités d’un vaccin ou d’un anticorps à induire une protection contre une infection à un pathogène ou pour évaluer les réponses immunitaires post-infection, ou encore reproduire la complexité des réponses cellulaires et humorales impliquées dans la mise en place d’une immunité contre un agent infectieux. Le recours à l'animal de laboratoire s'avère donc nécessaire.
Réduction
Chaque étude est évaluée au plus juste et est revue par les biostatisticiens afin de définir le nombre minimum et suffisant d'animaux requis permettant une analyse statistique des résultats. 1. Interventions/Procédure 1= Etudes de développement pour établir les modèles animaux infectieux. Ces études permettront de définir entre autres les doses infectieuses du pathogène cible, qui sera inoculé chez l’animal. Quelques soient les espèces, les scientifiques après revue bibliographique sur la maladie d’intérêt définissent plusieurs doses infectieuses dont un maximum de 6 (le maximum 6 doses est le plus souvent utilisé pour la souris) qui seront évaluées selon un plan de l’étude établie par les biostatisticiens. Les biostatisticiens recommandent de reproduire ces études trois fois, dans les mêmes conditions expérimentales pour définir des doses robustes. Cependant les pas de dilution entre les doses seront resserrés afin d'affiner les doses d'infection et réduire le nombre d’étude et ainsi le nombre d’animaux. 2. Interventions/Procédures 2 et 3 : Etudes d’efficacité d’un candidat vaccin ou d’un traitement anti-infectieux contre une infection. Quelques soient les espèces, les scientifiques après revue bibliographique sur la maladie d’intérêt et en fonction du nombre de lots à tester élabore le plan de l’étude. Afin de réduire le nombre de lots, ceux-ci sont d’abord présélectionnés en amont sur des modèles vitro existants. Le plan d’étude est revu par l’équipe de recherche qui comprend d’autres scientifiques ainsi que des biostatisticiens afin de revoir les groupes et le nombre d’animaux afin de le réduire à un nombre suffisant pour que l’étude soit robuste.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupe dans des locaux appropriés et dans des cages contenant des enrichissements conformément aux standards réglementaires. Pour chaque étude, une période d’acclimatation est prévue et permet de diminuer le stress des animaux avant les épreuves. L’ensemble des contentions et des gestes techniques sont réalisés par du personnel qualifié. En fonction des pathogènes, une grille d'évaluation des signes cliniques post-infection sera mise en place entre le responsable d'étude, les biostatisticiens et les vétérinaires cliniciens. Cette grille permet d’évaluer le niveau de souffrance des animaux selon des critères cliniques spécifiques du pathogène, par un personnel spécifiquement formé. Dès que le score atteint un seuil jugé critique, les animaux sont euthanasiés avant la fin de l'étude pour abréger leur souffrance. Les autres options de traitement des points limites sont malheureusement exclues car les analgésiques modifient la réponse immune étudiée et les animaux infectés sortis d’étude ne peuvent être ni placés ni réutilisés. Les animaux qui rentrent dans ce projet sont utilisés pour évaluer l’efficacité de vaccins ou traitement thérapeutique contre des épreuves bactériennes ou virales de classes 2 ou 3. Pour des raisons sanitaires et de biosécurité, tous les animaux sont euthanasiés à la fin des procédures expérimentales.
Choix des espèces
Le modèle animal utilisé est sélectionné en fonction des pathogènes infectieux, des antigènes évalués, de la réponse immune analysée et des données de la littérature ou des connaissances scientifiques. Plusieurs critères entrent en ligne de compte pour le choix de l’espèce, voire de la souche : - développant une maladie et/ou une réponse immunitaire similaire à l’homme - sensible à l’infection - type d’antigènes : protéines, polysaccharides, pathogènes (vivants, atténués, non réplicatifs ou inactivés), acides nucléiques, anticorps en présence d’adjuvant ou non. D’autres aspects techniques sont aussi à prendre en compte : âge et taille des animaux (voie ou volume administrés, volume de prélèvement…), disponibilité des outils immunologiques adaptés à l’espèce (cytokines, marqueurs cellulaires…). Les souris transgéniques constituent une opportunité unique pour étudier les mécanismes d’actions et les voies associées à la réponse immunitaire et à la protection. Elles seront à phénotype non dommageable et ne nécessiteront pas de génotypage. Dans la plupart des protocoles, les rongeurs et les lapins sont tous utilisés après sevrage au stade adulte pour que leur système immunitaire soit mature. Pour des projets R&D particuliers, des animaux âgés seront utilisés pour étudier les phénomènes d’immunosénescence et l’évaluation de candidats vaccins pour les personnes âgées. De même, pour l’évaluation de candidats vaccins pédiatriques des modèles d’animaux juvéniles avec des systèmes immunitaires non matures, (souriceaux, raton ; etc…) seront utilisés.
MANIPIG : Nouvelle technique en endoscopie interventionnelle : application animale sur cochon vivant
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
Une dissection de la sous-muqueuse de l'œsophage provoque une sténose, donc une gêne à avaler et un risque de vomissements, auxquels s'ajoutent la perforation et la péritonite liées à la pose d'une prothèse. 40 cochons vont être utilisés dans ces procédures classées à un niveau de souffrance modéré, chacun subissant de deux à cinq interventions sous anesthésie générale, de vingt minutes à deux heures, suivies chaque fois de 24 heures à jeun. Le porteur écarte l'idée de pratiquer deux procédures sur le même animal, au motif que la sévérité serait alors "trop importante" pour maintenir un niveau de bien-être suffisant. Tous sont tués en fin de protocole pour examiner à l'œil nu les zones traitées.
Objectifs
La cicatrisation après une résection endoscopique peut aboutir à la formation d’une sténose dans environ 15% des cas et jusqu’à 90% lorsque la dissection fait plus des ¾ de la circonférence le risque de sténose est de 90%. Pour prévenir cette sténose, l’application de corticoïdes locaux afin de diminuer le processus inflammatoire est utilisée et diminue le risque de sténose entre 12-30% en cas de dissection de plus de 75%. Des dilatations endoscopiques peuvent également être effectuées avec néanmoins un risque de sténose dans les suites de la dissection estimé à 59% des cas. En cas de sténose des dilatations itératives sont nécessaires (jusqu’à 30 séances) et non dénuées de risque (perforation). La mise en place systématique d’un stent dans la sous muqueuse pour créer une nouvelle lumière digestive est une technique encore non évaluée mais qui pourrait permettre d’éviter une sténose en créant un nouveau chenal. Enfin, ce processus sténosant pourrait être détourné pour traiter des fistules ou encore fermer des orifices naturels pour modifier l’anatomie notamment à des fins bariatriques. Nous souhaitons donc évaluer plusieurs nouvelles procédures utilisant ce processus de cicatrisation excessive entrainant une sténose après dissection circonférentielle de la sous-muqueuse sur des modèles animaux. Nous proposons ainsi 3 procédures : 1) En créant une sténose par dissection sous muqueuse endoscopique puis en traitant ces sténoses en évaluant si la sous-muqueuse profonde de l'œsophage pourrait être utilisée comme tunnel pour placer un stent sous-muqueux afin de créer une nouvelle lumière œsophagienne qui permettrait le passage de l’endoscope. 2) Pour fermer le pylore en même temps que l'anastomose guidée simulant ainsi un by-pass gastrique 3) Pour fermer les fistules recto-vésicales Ce projet permettra également une évaluation à court terme de l’efficacité des techniques sus-cité par la possibilité d’une reprise alimentaire des porcs après la réalisation du tunnel oesophagien et de la gastroentéroanastomose , et par l’absence de récidive de fistule qui se manifesterait par la présence d’une fécalurie au décours de l’intervention numéro 3.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’apporter des preuves sur l’efficacité d’un traitement endoscopique pour : 1) La prévention des sténoses œsophagiennes post dissection sous muqueuse. En effet, actuellement les dissections cicronférentielles de l’œsophage entrainent de nombreuses complications et sont un frein à cette technique endoscopique en faveur d’une chirurgie plus morbide. La preuve d’une prévention de la sténose par pose d’une prothèse oesophagienne systématique sur modèle animal permettra de proposer une étude de faisabilité chez l’homme. 2) La réalisation de By-pass par voie endoscopique. En cas de succès de la technique sur modèle animal, une étude pilote chez l’homme pourra être proposé au patient souffrant d’obésité morbide et ne pouvant subir une intervention chirurgicale lourde du fait de leur trop nombreuses co-morbidités. 3) La fermeture des fistules par technique endoscopique combinée (dissection et clip). Nous avons déjà apporté quelques cas humain de l’efficacité de la technique, néanmoins des données plus robuste sont nécessaire. Une validation préalable sur animal est nécessaire avant de pouvoir diffuser la technique sur le sujet humain
Procédures
Procédure 1 : les animaux auront de 3 à 5 interventions, sous anesthésie générale, dont procédure chirurgicale de dissection sous muqueuse (durée : 1-2h) , avec pour la moitié une pose de prothèse lors de cette intervention. La pose de prothèse peut également être faite en cas d’apparition d’une sténose avec nouvelle anesthésie générale pour les animaux n’ayant pas eu de prothèse initiale. Les autres interventions sont des évaluations endoscopiques (durée : 30-45min). La dernière anesthésie générale est celle pour l’euthanasie(durée : 30-45min). Procédure 2 : les animaux qui suivent cette procédure auront 1 intervention sous anesthésie générale par voie endoscopique (durée : 1-2h) et une réévaluation endoscopie avant mise à mort (durée 30-45min). Procédure 3 : Les animaux subiront 4 interventions sous anesthésie générale : 1 création de fistule (durée 45min-1h30), 1 intervention pour le retrait de la prothèse (45min-1h), un procédure de dissection sous-muqueuse (durée 1-2h) et une réévaluation endoscopique avant mise à mort (durée 30-45min)
Impact sur les animaux
Les animaux devront rester à jeun les 24 heures qui suivent les différentes interventions. Procédure 1 : Du fait de la dissection sous muqueuse de l’œsophage, les animaux vont développer une sténose œsophagienne qui va entrainer une dysphagie avec un risque de diminution de la prise alimentaire voir de vomissement en cas de sténose complète (occlusion haute). Les complications inhérentes au geste sont dominées par la perforation œsophagienne per endoscopique, et la migration de la prothèse œsophagienne pouvant entrainer une perforation et une péritonite. Ils pourront avoir une alimentation liquide après 24 heures de jeune, en l’absence de vomissement après 24 heures d’alimentation liquide, une alimentation moulinée pourra être proposée progressivement sur 48 heures. Procédure 2 : Les nuisances peuvent être la perforation, la migration de la prothèse d’apposition pouvant entrainer une perforation et une péritonite. Après les 24 heures de jeun, une reprise alimentaire progressive sera entreprise, avec à J1 une alimentation liquide, puis à J2 une alimentation mixée et à J3 une alimentation normale. Procédure 3 : Les complications de cette technique sont : la perforation, la migration de la prothèse d’apposition pouvant entrainer une perforation et une péritonite. Il existe également un risque d’infection urinaire. Après les 24 heures de jeun, une alimentation normale pourra être reprise.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure à des fins d’analyse macroscopique des zones traitées
Remplacement
l’utilisation de l’animal est indispensable car aucun modèle n’est en mesure de reproduire les difficultés techniques retrouvées in vivo (mouvements de l’intestin, de l’anse jéjunale par rapport à l’estomac, mouvements respiratoires) dont la maîtrise est primordiale dans la réussite de ces techniques. Par ailleurs, le processus sténotique/fibrosant ne peut être évalué sur simulateur virtuels /mécanique ou modèle ex vivo puisque ce phénomène nécessite l’activation d’un processus cellulaire inflammatoire non reproductible en laboratoire à l’heure actuelle.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit à 5 par groupe pour chaque groupe afin de réduire le nombre d’animaux. Chaque procédure pourra être répétée au besoin une fois. Dans l'objectif de réduire le nombre d'animaux, la possibilité d'effectuer plusieurs procédures différentes sur le même animal a été étudiée. Cependant, le fait de pratiquer 2 procédures ou plus sur le même animal serait selon nous d'un niveau de sévérité trop important pour maintenir un niveau de bien-être suffisant de l'animal.
Raffinement
Les animaux seront récupérés a minima 5 jours avant l’intervention et logés dans une animalerie adaptée avec enrichissement du milieu permettant une prise en charge adéquate avec les règles du bien-être animal. La procédure est réalisée sous anesthésie générale ; des règles d’euthanasie strictes en cas de signe de souffrance identifiée pendant la procédure ont été stipulées. Une surveillance particulière sera effectuée sur les animaux en post-opératoire avec le suivi notamment de l’alimentation pour être en mesure de détecter au plus tôt la présence de sténose œsophagienne (surveillance toutes les 6-8 heures sur la période à risque). Le risque d’infection urinaire était présent dans les procédures de fistules, ce point sera particulièrement suivi, et un traitement antibiotique sera mise en place de manière préventive.
Choix des espèces
Les simulateurs virtuels et mécaniques ont démontré leur efficacité pour réduire l’utilisation du modèle animal pour l’apprentissage de l’écho-endoscopie diagnostique et de la ponction sous écho-endoscopie. Les modèles ex-vivo ont démontré eux leur utilité pour l’apprentissage du drainage des collections pancréatiques en suturant sur les faces postérieures et antérieures de l’estomac des morceaux d’intestin de porc remplies de gel d’échographie. A l’heure actuelle, aucun modèle n’existe permettant de remplacer le modèle animal vivant anesthésié. Effectivement, aucun modèle ex-vivo combinant l’estomac et l’intestin grêle jusqu’à l’angle de TREITZ n’est disponible et de plus la difficulté technique est basée sur une combinaison des mouvements péristaltiques de l’intestin grêle, une mobilité de l’anse jéjunale par rapport à l’estomac et les mouvements digestifs liés aux mouvements respiratoires. Ces difficultés techniques ne peuvent à l’heure actuelle être appréhendées uniquement sur un modèle animal vivant anesthésié. Par ailleurs le processus sténotique/fibrosant ne peut être évalué sur simulateur virtuels /mécanique ou modèle ex vivo puisque ce phénomène nécessite l’activation d’un processus cellulaire inflammatoire non reproductible en laboratoire à l’heure actuelle.
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
Pour déterminer quel site de mesure de température reflète le mieux celle du cerveau pendant le réchauffement d'un patient sous circulation extracorporelle, six cochons de 50 à 60 kilos sont opérés sous anesthésie profonde et tués avant tout réveil. L'intervention dure quatre heures et reproduit une hypothermie profonde avec arrêt circulatoire, avec une perte de sang lors de la pose des canules. Leurs tissus sont prélevés après la mise à mort. Le porteur retient le cochon pour la similitude de son anatomie cardiaque et pour un poids suffisant à l'implantation d'une circulation extracorporelle, et note que le modèle est déjà en place dans sa structure, ce qui lui sert aussi d'argument de réduction.
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 membrane innovante d’épuration sanguine pour allonger la durée de préservation d’organe en transplantation cardiaque
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
62 cochons de 45 à 60 kilos vont être utilisés, opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil. Trente-six subissent un prélèvement du cœur, six une exsanguination par voie percutanée destinée à recueillir 1 500 mL de sang, douze une transplantation cardiaque suivie de trois heures de maintien en vie pour évaluer la fonction du greffon, la procédure complète durant six heures. L'objet est de mettre au point une membrane de filtration du sang pour allonger au-delà de quatre heures la conservation des cœurs destinés à la greffe, avec des débouchés annoncés jusqu'en néphrologie et en toxicologie. Le porteur écrit que, les procédures étant menées sous anesthésie générale sans réveil, aucun effet indésirable ni aucune nuisance ne sont attendus pour l'animal.
Objectifs
La transplantation cardiaque est le traitement de référence de l'insuffisance cardiaque avancée mais la pénurie de greffons est un obstacle majeur dans la prise en charge de ces patients. Environ 400 transplantations cardiaques sont réalisées chaque année en France pour des patients souffrant d’insuffisance cardiaque avancée. La problématique majeure actuelle en transplantation cardiaque est le manque de donneur avec un ratio actuel d’un seul greffon disponible pour deux candidats en attente. En conséquence la durée d’attente pour une transplantation cardiaque augmente et 55 à 70 patients inscrits sur liste d’attente (sur 500 nouveaux inscrits chaque année) meurent chaque année faute d’avoir pu être transplantés. De plus, la durée préservation du greffon, en préservation froide statique conventionnelle, est limitée à 4 heures, restreignant ainsi la distance géographique entre le donneur et le receveur. La perfusion cardiaque ex vivo normothermique au sang (EVHP) est une technologie utilisée en transplantation cardiaque pour allonger la durée de préservation d’organe. Le cœur prélevé sur le donneur d’organe est immédiatement reperfusé au sang et oxygéné ce qui le met dans des conditions optimales jusqu’à la transplantation grâce à une machine de perfusion transportable. Contrairement à la préservation froide conventionnelle dans la glace, la perfusion cardiaque ex vivo au sang réduit les risques de souffrance de l’organe pendant son transport jusqu’à la transplantation. L’objectif est de développer un dispositif médical d’épuration du sang dédié pour la préservation prolongée sur machine du cœur en attente de transplantation.
Bénéfices attendus
Le projet permettra d’améliorer l’accessibilité aux greffons cardiaques en prolongeant la durée de préservation des greffons, supprimant ainsi les restrictions géographiques. La proximité de l’anatomie et de la physiologie cardiovasculaire entre l’homme et le porc rendent les résultats expérimentaux de notre protocole rapidement transposables à la pratique clinique en transplantation cardiaque chez l’homme. Un greffon marginal est un cœur à risque d’échec précoce de transplantation, principalement en raison des antécédents du donneur (âge >55 ans, facteurs de risque cardiovasculaire, arrêt cardiaque prolongé). Des interventions pharmacologiques pourront également être appliquées pour réhabiliter les greffons marginaux avant la transplantation. De plus, la coronarographie ex-vivo permettra un meilleur dépistage des donneurs à haut risque. La coronarographie ex vivo étant un examen d’imagerie des artères du cœur réalisé au cours de la perfusion isolée du cœur sur machine. Cet examen renseigne sur la présence de lésions sur les artères coronaires qui peuvent être présentes sur les greffons marginaux. Ce projet ouvre la voie à une nouvelle génération de solutions de filtration sanguine miniaturisées, permettant la filtration sélective des toxines, des médicaments et des médiateurs inflammatoires. La membrane HaemoVIPER sera un atout majeur, non seulement dans le domaine de la transplantation, mais aussi dans les maladies rénales chroniques, les maladies dysimmunitaires et les intoxications médicamenteuses.
Procédures
Avant l'anesthésie générale, l'ensemble des animaux auront une injection intra musculaire afin d’obtenir une sédation vigile et une anxiolyse.36 animaux seront soumis à un prélèvement cardiaque sous anesthésie générale. La durée moyenne de la procédure chirurgicale de prélèvement cardiaque est de 2 heures. 6 animaux seront soumis à une exsanguination par voie percutanée, la durée moyenne de la procédure chirurgicale d’exsanguination est de 2 heures. 12 porcs auront une transplantation cardiaque. La durée moyenne de la procédure de la procédure chirurgicale de transplantation cardiaque est de 3 heures. La totalité des animaux transplantés seront maintenus en vie 3 heures après la réalisation de la transplantation afin d’évaluer la fonction cardiaque. La durée totale de la procédure est de 6 heures.
Impact sur les animaux
S'agissant de procédures expérimentales réalisées sous anesthésie générale balancée sans réveil, aucun effet indésirable ni nuisances ne sont attendus pour l'animal qui sera euthanasié en fin de procédure ou en cas d'échec de l'anesthésie.
Devenir
Les animaux seront tous euthanasiés en cours d’expérimentation, sous anesthésie générale, en raison soit de l’explantation du cœur soit de l'exsanguination nécessaire à la procédure. L’analyse des tissus myocardiques après la transplantation sera primordiale dans la compréhension de nos résultats.
Remplacement
Il n’existe à ce jour aucun modèle alternatif au modèle animal pour étudier la production et la filtration de molécules produite par le coeur perfusé sur une machine (EVHP). De même, l’impact de la perfusion prolongée et de la filtration sur la qualité de préservation ex vivo du cœur ne peuvent être étudiés que sur un modèle animal. En effet, la perfusion d’organe ex vivo repose sur l’utilisation d’un organe et non d’un tissu ou d’une culture cellulaire (pas d’alternative in silico ou in vitro). Il est donc nécessaire dans notre approche d’utiliser un cœur prélevé sur un système vivant. Par ailleurs seul un modèle sur le gros animal permet l'instrumentation nécessaire pour placer le cœur sur un module de perfusion d’organe isolé tel qu’utilisé en pratique clinique. Enfin ce modèle permet d’extrapoler facilement les résultats à l’homme, dont le système cardiovasculaire est proche sur le plan anatomique, physiologique et métabolique. Le développement de la membrane de filtration comprendra des expérimentations in silico et des simulations numériques pour remplacer une partie des animaux.
Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires à l’étude, le nombre d’animaux par groupe sera suffisant afin de pouvoir réaliser des tests de comparaison statistique entre les groupes. Nous avons prévu l’inclusion de 2 animauxpréliminaire afin de réaliser une procédure test de faisabilité de transplantation cardiaque chez le porc avant d’inclure les animaux dans les groupes expérimentaux. Le modèle de perfusion de cœur de porc ex-vivo sur machine est appliqué dans notre laboratoire depuis 2020 avec plus de 100 procédures réalisées. Les causes d’échec rencontrées (10 %) sont inhérentes à la qualité de l’organe (malformation cardiaque, cardiopathie hypertrophique, insuffisance valvulaire aortique). Dans chaque groupe, dès que le nombre d'animaux nécesaire pour les analyse sera atteint, aucune autre inclusion ne sera effectuée.
Raffinement
Respect d’une période d’acclimatation d’une semaine minimum entre l’arrivée à l’animalerie du laboratoire et l’inclusion dans le protocole de recherche - Hébergement en groupe de deux pour favoriser le contact régulier entre congénères - Environnement adapté à chaque phase de l’expérimentation pour réduire l’angoisse des animaux (accompagnement et anxiolyse durant le transfert depuis l’animalerie jusqu’en salle d’intervention) - Privilégier les ponctions vasculaires percutanées échoguidées artérielles et veineuses, pour mise en place des cathéters de surveillance hémodynamique continue : moins de souffrance, moins de saignement et risque infectieux réduit. L’atteinte d’un point limite sera déterminée par l’observation de signes comportementaux, d’apparence générale permettant de quantifier la souffrance de l’animal selon un score spécifique à l’espèce porcine. L'évaluation du bien-être animal sera réalisée de manière quotidienne pour chaque animal, pendant la période d'acclimatation et durant l’opération jusqu'à son euthanasie. Ces différents éléments seront évalués à l'aide d'une grille d'évaluation émanant de la cellule du bien-être animal. Durant les procédures expérimentales, l’anesthésie générale sera maintenue en combinant hypnotiques et analgésiques. En cas d’échec d’anesthésie ou d’analgésie au cours de l’expérimentation, l’animal sera euthanasié par injection intraveineuse. Le décès des animaux sera déclaré après 5 minutes d’inefficacité circulatoire (arrêt d’activité cardiaque électrique à l’ECG, absence de pulsatilité artérielle et pression artérielle moyenne inférieure à 30 mmHg).
Choix des espèces
Le modèle animal choisi est le porc. Le porc présente une physiologie circulatoire proche de celle de l’homme (Fréquence cardiaque proche de 100/min, débit cardiaque entre 3,5 et 4 L/min pour un poids de 50 kg). Par ailleurs son anatomie cardiovasculaire facilite la réalisation des canulations artérielle et veineuse nécessaires pour sa perfusion isolée ex vivo. La modélisation chirurgicale est facilitée par l’usage du gros animal Cette convergence permet une adaptation optimale de l’espèce aux expérimentations et limitera au minimum le nombre d’animaux tests (échecs techniques). Enfin notre protocole prévoit des prélèvements sanguins et des biopsies cardiaques répétées sur le cœur perfusé ex vivo avec respectivement un volume et un poids de prélèvement minimum afin de pouvoir réaliser les analyses plasmatiques et tissulaires. Là encore, l’expérimentation sur le porc est adaptée pour ces prélèvements répétés, contrairement à un modèle rongeur qui permettrait un recueil plasmatique et tissulaire de plus faible quantité. Les animaux utilisés dans le protocole expérimental sont des porcs de 45 à 60 kg. A ce stade de développement les porcs ont un système circulatoire très proche de l’homme et leur gabarit permet une modélisation chirurgicale optimale, notamment pour la canulation de l’aorte et de l’artère pulmonaire pour l’implantation du cœur sur le module de perfusion ex vivo. Par ailleurs, le volume sanguin nécessaire à la perfusion du cœur ex vivo sera recueilli sur l’animal, juste avant l’explantation du cœur et la mise à mort de l’animal. Ce volume sanguin doit être de 1500 mL, ce qui justifie d’inclure des animaux ayant une masse sanguine d’au moins 2,5 à 3 litres, soit un poids supérieur à 50 kg afin de ne pas avoir de difficultés pour recueillir 1500 mL au moment de l’exsanguination. Enfin, des prélèvements biologiques seront répétés durant la procédure de perfusion cardiaque ex vivo, à la fois des échantillons plasmatiques et des biopsies myocardiques. En conséquence, seul un modèle expérimental sur le gros animal peut permettre de satisfaire à ces contraintes répétées de volume et de poids des prélèvements biologiques destinées à l’analyse du métabolisme.