Cochons
Régénération de tissu adipeux à l’aide de matrices en polymères et d’hydrogels résorbables
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 750
Cochons : 84
Deux heures d'anesthésie par mini-porc pour l'implantation, puis un suivi par IRM à un, trois, six et neuf mois et à un an : 840 souris, 750 rats et 84 mini-porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Des matrices en polymères et des hydrogels leur sont implantés sous la peau ou dans une chambre d'ingénierie tissulaire, avec un prélèvement sanguin pendant la chirurgie, pour mettre au point une reconstruction du sein et de l'hypoderme destinée à remplacer implants en silicone et transferts de graisse. Le porteur annonce des risques de rejet, d'inflammation locale et de toxicité, et prévoit l'explantation ou la mise à mort selon la gravité de l'état de l'animal. Le choix des espèces tient à la ressemblance de leur peau avec la peau humaine et à leur taille, qui permet de tester plusieurs conditions sur un même individu.
Objectifs
Actuellement, les solutions cliniques pour la reconstruction des couches profondes de la peau et du sein à l'aide de tissu adipeux présentent des limitations significatives. Les procédures de transfert de graisse autologue peuvent entraîner des complications au site donneur et ne garantissent pas des résultats prévisibles. L'introduction de corps étrangers comme les implants mammaires en silicone comporte des risques potentiels pour la santé et nécessite une surveillance à long terme. Les approches de reconstruction cutanée après une atteinte profonde se concentrent sur l'utilisation de greffes de peau, négligeant l'hypoderme et limitant ainsi la reconstruction complète. Ce projet vise à développer une approche novatrice et biocompatible pour la régénération du tissu adipeux. Cette solution repose sur l'utilisation synergique d’une matrice en polymères et d'hydrogels cellularisés, offrant ainsi une alternative esthétique et fonctionnelle prometteuse pour les patient(e)s. Le premier objectif est d'évaluer la biocompatibilité des hydrogels utilisés dans cette approche. Il est essentiel de s'assurer que ces matériaux ne provoquent pas de réactions indésirables et qu'ils favorisent la régénération du tissu adipeux. Utilisant un modèle animal, nous chercherons à comprendre les interactions complexes entre les adipocytes, l'hydrogel, la matrice polymère, et l'organisme hôte. Cette étape est cruciale pour optimiser la compatibilité et l'intégration des matériaux dans le corps. Nous évaluerons également la possibilité d'utiliser des cellules souches humaines dans la combinaison hydrogel/matrice, en utilisant un modèle de souris immunodéprimées. Cette approche permettra de simuler au mieux les conditions humaines et d'évaluer l'efficacité de la régénération tissulaire. Afin d’étudier l’influence des matériaux sur un modèle de rongeur qui permet de tester des matériaux de taille moyenne, le rat sera employé pour une première comparaison des différentes combinaisons. Une fois la meilleure combinaison hydrogel/matrice sélectionnée, nous réaliserons des tests sur le porc, un modèle animal plus proche de l'homme en termes de physiologie et de composition cutanée. Cette étape sera cruciale pour valider l'efficacité clinique. Ce projet est porteur d'un potentiel majeur pour l'innovation en chirurgie plastique et reconstructrice, et il pourrait révolutionner les pratiques à l'échelle mondiale.
Bénéfices attendus
Ce projet de recherche vise à déterminer les combinaisons optimales d'hydrogels et de matrices pour la régénération du tissu adipeux, avec des implications majeures à la fois sur le plan clinique et scientifique. Il offre la possibilité d'améliorer considérablement les options de reconstruction mammaire et cutanée actuellement disponibles, en limitant les inconvénients des méthodes traditionnelles et en garantissant une meilleure biocompatibilité et performance.
Procédures
Ce projet se déroule en plusieurs étapes. Après une période d'acclimatation d'au moins une semaine, tous les animaux (840 souris, 750 rats et 84 mini-porcs) seront anesthésiés par inhalation (15 minutes pour les rongeurs et 1 heure pour les mini-porcs). Pour les rats, le pelage sera tondu dans les zones d'implantation (10 secondes). Pour tous les animaux, les zones d'implantation seront désinfectées à l'aide d'un désinfectant (10 secondes). Pour la procédure ayant pour but d'évaluer la biocompatibilité des hydrogels, une injection en sous-cutanée sera effectuée (10 min, 130 souris et 130 rats). Pour obtenir un tissu adipeux vascularisé reconstruit, une combinaison de chambres d'ingénierie tissulaire (pour la reconstruction du sein, 250 souris, 250 rats, 80 porcs) ou de matrices 3D (pour la reconstruction de l'hypoderme, 250 souris, 250 rats, 24 porcs) sera associée à des hydrogels cellules ou à de la graisse (durée totale de l'anesthésie : 30 minutes par rongeur ou 2 heures par mini-porc). Pendant la chirurgie, un prélèvement sanguin sera effectué. Afin d’avoir un applicatif clinique, il est nécessaire d’évaluer si la cryopréservation des construits permet d’obtenir la même performance que des construits préparés extemporanément, de ce fait 150 souris et 130 rats seront implantées avec des construits ayant bénéficié de différentes méthodes de cryopréservation. Toutefois, la procédure appliquée à ces animaux est identique à celles expliquées précédemment. Pour les souris et les rats, un essai de survie cellulaire in vivo sera suivi longitudinalement par bioluminescence. À cette fin, les animaux seront placés sous anesthésie gazeuse (10 minutes). Pour les rats et les porcs (utilisant une chambre d'ingénierie tissulaire pour la reconstruction du sein), le suivi longitudinal de la croissance du lambeau sera effectué par IRM à 1, 3, 6, 9 mois et 1 an après l'implantation. Pour cela, les animaux seront sous anesthésie gazeuse (durée de la procédure : 30 minutes par animal).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables pouvant être constatés sont une irritation ou une inflammation locale à proximité du matériau, des risques de rejet ou de toxicité locale et systémique. Afin de limiter les risques, de nombreuses expériences in vitro ont été effectuées, ne montrant pas de signe de toxicité. De plus, des mesures sont mises en place et les animaux feront l’objet d’une vigilance quotidienne et rigoureuse pour détecter tout signe de souffrance ou d’approchement de point limite. Un contrôle du site opératoire sera réalisé lors de chaque visite quotidienne. La prise pondérale sera évaluée deux fois par semaine. Un traitement antidouleur sera administré, et si nécessaire, des mesures telles que l'explantation ou la mise à mort de l'animal seront envisagées en fonction de la gravité de son état.
Devenir
Du fait de notre protocole, nos animaux ne peuvent pas être replacés. Il est nécessaire de mettre à mort nos animaux pour réaliser nos prélèvements histologiques.
Remplacement
Nous avons employé une variété de techniques in vitro pour évaluer l'impact de nos polymères sur le destin des cellules, y compris leur survie et leur différenciation ainsi que sur l'angiogenèse en utilisant la membrane chorioallantoïque de poulet comme modèle. Toutefois, afin de déterminer pleinement les performances de nos biomatériaux en matière de régénération tissulaire, il est impératif de procéder à des essais in vivo. Ces expériences permettront de prendre en compte la complexité d'un système physiologique réel, incluant notamment les réponses inflammatoires, la formation de tissu cicatriciel, et les processus naturels de guérison. Les études in vivo nous fourniront ainsi des données cruciales pour optimiser notre technique avant de franchir l'étape des études cliniques.
Réduction
Une étude pilote sera réalisée dans un premier temps afin de vérifier que les conditions expérimentales choisies sont adéquates. Les études in vitro précédemment réalisées ont démontré l’efficacité des différents polymères résorbables quant à leur influence sur la survie et la prolifération cellulaire ainsi que sur la différenciation adipocytaire. Elles ont permis une sélection des polymères permettant le maintien des adipocytes et favorisant la néovascularisation. Elles ont également pu donner une idée du temps de résorption des polymères dans un liquide physiologique reconstitué à 37°C. Les expériences seront réalisées de manière séquentielle, ce qui permettra de limiter le nombre de répétition en fonction des résultats des groupes précédents. En fonction des résultats, les tests statistiques adéquats seront utilisés pour analyser les résultats.
Raffinement
Afin de limiter au minimum toute souffrance, stress ou angoisse des animaux, ces derniers seront hébergés selon les recommandations établies à raison de maximum 5 animaux par cage pour les souris et en hébergement unique pour les rats et les mini-pigs. Cet environnement est enrichi (balle pour le mini-pig par exemple) et dans des conditions classiques de stabulation (température régulée, cycle jour/nuit). Avant toute manipulation, les animaux seront acclimatés de 7 à 10 jours dans leur salle d’hébergement. Les animaux seront manipulés individuellement avant la mise en place de l’expérimentation et dans une pièce séparée des autres animaux afin réduire leurs stress et angoisse. Lors de l’expérimentation, les animaux seront anesthésiés avant toute procédure pouvant provoquer un stress, une angoisse ou une souffrance. Les animaux seront ensuite suivis quotidiennement, de manière à pouvoir détecter le plus rapidement possible tout signe de souffrance ou d’angoisse. En cas de souffrance (modification de l’apparence, prostration, poil hérissé, perte de poids…), un traitement analgésique sera envisagé. Des points limites adaptés pour chaque procédure seront définis avant l’expérimentation et dans le cas où ceux-ci seraient atteints ou que le traitement analgésique n’aurait pas d’effet, les animaux seront mis à mort selon la méthode définie (avec anesthésie au préalable). La mise à mort sera réalisée à distance des autres animaux.
Choix des espèces
Le porc et le rat sont des espèces appropriées pour étudier les processus de régénération de la peau car les structures anatomiques et physiologiques de leurs peaux sont celles qui ressemblent le plus à celle des humains. Le rat est un animal que nous avons fréquemment utilisé dans nos études précédentes et dont le modèle est maitrisé. De plus, notre équipe maîtrise maintenant la levée des lambeaux chez ces espèces pour nos modèles de régénération du sein. La taille du porc et du rat nous permet de tester plusieurs conditions sur un seul animal et ainsi de réduire le nombre d’animaux utilisés. Notre intérêt s’est porté sur les souris standards, immunodéprimées utilisées dans une étude de reconstruction de la peau humaine et humanisées qui permettent d’évaluer le comportement de cellules/tissus humains en présence de nos biomatériaux. Les souris sont âgées de 8 semaines et pesant 20 à 23 grammes afin que les souris aient atteint leur maturité sexuelle. Utiliser des souris matures permet d'avoir une taille adéquate pour réaliser l'implantation. Les rats adultes sont agêes de 15 semaines minimum afin d'avoir une réserve de graisse sous-cutanée suffisante pour réaliser les implantations et permettre de tester plusieurs conditions expérimentales sur un même animal. Pour les porcs, nous utiliserons deux types d'animaux : des porcs 45 à 55kg pour la reconstruction de la peau afin d’éviter d’avoir un hypoderme trop épais (car la zone à reconstruire serait trop importante et peu représentative d’un hypoderme humain) et des porcs de 70 kg pour la reconstruction du sein afin que la taille de l’animal soit compatible avec l’implantation de chambre équivalente à celle que l’on pourrait implanter chez l’humain.
Mise en place d’un modèle porcin (miniporc) de contusion médullaire, et évaluation d’un nouveau dispositif innovant visant à améliorer la récupération sensori-motrice après lésion médullaire traumatique.
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Troubles musculosquelettiques
23 miniporcs vont être utilisés, 18 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 5 opérés sous anesthésie puis tués avant tout réveil, tous tués à l'issue pour le prélèvement de leur moelle épinière. Une laminectomie leur ouvre le dos, un choc contrôlé écrase la moelle, la plaie est rouverte pour implanter le dispositif testé, et jusqu'à six IRM sous anesthésie suivent l'évolution des lésions, avec une à deux prises de sang par semaine. Le porteur énumère les suites attendues : troubles de la locomotion, incontinence ou impossibilité d'uriner et de déféquer, escarres aux points de pression, souillure par l'urine, fonte musculaire. Il écrit que "la moelle épinière est dépourvue de récepteurs à la douleur" et espère une guérison au bénéfice de patients paralysés "pour lesquels il existe peu ou pas d'espoir", perspective posée au futur face à des paralysies provoquées dès maintenant.
Objectifs
La lésion de la moelle épinière représente une cause majeure d’invalidité (paralysie), le plus souvent suite à un choc / impact sur le dos. Ce sont des lésions graves, qui peuvent entrainer la mort ou une paralysie plus ou moins importante (selon l'endroit de la blessure). Le but de cette étude est d’évaluer l’efficacité d’un nouveau traitement à implanter dans la moelle épinière, améliorant la récupération après une lésion médullaire traumatique. Ce dispositif est conçu pour aider le tissu nerveux à se régénérer. Notre objectif est de prouver le bénéfice médical du produit sur la récupération sensorielle et motrice de patients paralysés pour lesquels il existe peu ou pas d’espoir. Une partie de ce projet consistera provoquer un meutrissure de la moelle épinière par un choc contrôlé sur la moelle de miniporcs (sous anesthésie générale). Ce modèle de blessure est celui qui ressemble le plus à ce qui se passe chez l’Homme, ce qui rend les observations et traitements facilement transposables. Le suivi de la sévérité des lésions sera réalisé par IRM (imagerie), et via l'évaluation des capacités des animaux à bouger, marcher... Une guérison est espérée, ce qui à l'heure actuelle n'est pas possible.
Bénéfices attendus
La lésion de la moelle épinière représente une cause majeure d’invalidité. L’objectif de ce projet est de développer un dispositif de cicatrisation médullaire. Cela sera à terme bénéfique à l’homme victime de lésion médulaire traumatique, lui permettant une solution à une invalidité jusqu’ici irreversible. Cela pourrait également être une solution de traitement pour les animaux de compagnie victimes de lésions médullaires (exemple : suite à hernie discale chez le chien)
Procédures
- Examens IRM et scanner (sous anesthésie générale, durée 60min par examen IRM, 10min par scanner) : 1 IRM+scanner pour 1 animal lors de la phase 1 ; 2 IRM et 1 scanner pour 2 animaux lors de la phase 2 ; 6 IRM et un scanner pour 4 animaux lors de la phase 3 ; 6 IRM et un scanner pour 12 animaux lors de la phase 4. - Pose de broche sous anesthésie générale (5-10min) - Laminectomie et impacts (sous anesthésie générale) : 1 laminectomie et 3 impacts pour 2 animaux lors de la phase 2 ; 1 laminectomie et 1 impact pour 4 animaux lors de la phase 3 ; 1 laminectomie et 1 impact pour 12 animaux lors de la phase 4. - Réouverture de la plaie chirurgicale pour injection du DM/ de la solution SHAM (sous anesthésie générale) : 1 chirurgie et injection pour 2 animaux lors de la phase 2, 1 chirurgie et injection pour 4 animaux lors de la phase 3, 1 chirurgie et injection pour 12 animaux lors de la phase 4. - Prises de sang, sur animal vigile (si coopératif) ou anesthésié: env. 2 minutes, 1 à 2x par semaine au maximum
Impact sur les animaux
Les nuisances possibles pour les animaux des phases 2, 3 et 4 sont : - Effets indésirables liés à l’anesthésie: température trop basse, arrêt du coeur et/ou de la respiration - Complications chirurgicales: mauvaise cicatrisation de plaie, infection - Douleur post-opératoire liée à la plaie chirurgicale (la moelle epinière est dépourvue de récepteurs à la douleurs) : lorsque la chirurgie a été réalisée correctement, la douleur s’estompe assez rapidement (de 6 à 9 jours chez l’Homme lors d'une opération sur la moelle épinière). Ensemble de troubles liés à la lésion de moelle: - Troubles de la locomotion: - Troubles pour uriner ou déféquer (incontinence ou au contraire impossibilité) -Risque de subluxation - Complications liées à l'absence de mouvements: irritation et souillure par l’urine, ulcères (escarres) au niveau des zones de pression, perte de masse musculaire. Aucun effet indésirable lié au traitement n’est attendu.
Devenir
Les animaux devront être euthanasiés à l’issue de chaque procédure afin de prélever la moelle épinière et effectuer des analyses complémentaires des lésions (histologie, biochimie) en fin d’étude et les comparer avec les dernières images IRM effectuées.
Remplacement
Les méthodes alternatives de culture cellulaire avec une simple couche de cellules ou un organoïde aboutissent a des résultats limités et ne rendent pas compte de la complexite du système nerveux, encore moins lorsqu’il est endommagé . Une prédiction précise sur un tableau clinique consécutif à la lésion, et son évolution, n’est pas non plus réalisable. L’évaluation de la sévérité et de la réparation des lésions dans le temps ne peut être réalisée que sur animaux vivants. En effet, l’objectif est de suivre la guérison de lésions dans le temps grâce à l’application d’un nouveau traitement. Cela ne peut être réaliser que par un suivi des animaux par imagerie (IRM), et par récupération fonctionnelle (suivi clinique) dans le temps.
Réduction
Au total 19 animaux seront utilisés pour la caractérisation d’un dispositif médical (toutes les phases comprises). Des animaux supplémentaires pourront être utilisés au besoin comme décrit précédemment (maximum 4 en tout). Une évaluation approfondie des résultats sera effectuée avant le début de chaque nouvelle phase, afin de ne pas utiliser d’animaux supplémentaires inutilement. Un nombre minimum d’animaux est utilisé pour chaque phase. Un gros avantage de l’IRM est de pouvoir faire le suivi d’un même animal tout au long de l’étude, évitant ainsi des groupes d’animaux supplémentaires prévus pour des euthanasies intermédiaires.
Raffinement
Afin d’assurer le bien-être des animaux, nous utiliserons principalement l’IRM, qui est une modalité d’imagerie non-invasive et non-ionisante. Les animaux auront une période d’acclimatation à l’animalerie d'au minimum 7 jours avant le début des procédures expérimentales et feront l'objet d'un conditionnement positif, basé sur des intéractions amicales avec les personnels en charge des soins, et l'administrations de récompenses, afin de permettre des manipulations sans stress et avec un minimum de contraintes. Tous les animaux recevront un enrichissement du milieu adapté à leur espèce, régulièrement renouvelé (rotation des jouets par exemple). Des points limites suffisamment prédictifs sont mis en place. Tous les actes douloureux ou nécessitant une immobilité longue (chirurgie, imagerie, éventuelles prises de sang) seront réalisées sous anesthésie générale. Les éventuelles douleurs liées à la réalisation des lésions médullaires seront prises en charge dès la période pré-chirurgicale, par administration d'analgésiques et antalgiques: morphiniques et anti-inflammatoires non stéroïdiens. L'efficacité des traitements anti-douleur sera vérifiée au moins 2 fois par jour par observation des animaux. Les procédures réalisées nécessiteront très probablement un isolement des animaux, mais un contact visuel et auditif sera maintenu entre les individus. Les prise en charge clinique des animaux sera basée sur ce qui se fait en pratique vétérinaire et hospitalière, avec un suivi rapproché des animaux, prévention des escarres et mise en place d'un programme de physiothérapie / rééducation.
Choix des espèces
Le miniporc offre divers avantages pour le développement de thérapies des lésions médullaires et leur transposition clinique. C'est une espèce pour laquelle de nombreuses données sont disponibles dans la littérature. Contrairement aux rongeurs, le miniporc a une anatomie, une physiologie et une pathophysiologie similaires à celles de l'Homme. Les instruments chirurgicaux et analytiques pour les interventions, ainsi que les dispositifs thérapeutiques sont similaires, voire égaux, à ceux utilisés chez l'Homme. Les miniporcs ont une bonne tolérance aux déficits neurologiques, même graves, avec l'avantage de présenter un tempérament docile, facilitant la prise en charge post-opératoire et la rééducation. Les animaux devont avoir leur taille adulte (19-20 mois environ). En effet, il est essentiel que les animaux ne soient pas en période de croissance pour ce projet pour ne pas biaiser les résultats liés aux mesures de la moelle, des lésions, et donc de l’efficacité du traitement.
Etude d’une molécule pro-coagulante pour la prise en charge des hémorragies intracérébrales
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour tester une molécule pro-coagulante destinée à limiter les hémorragies cérébrales humaines, 36 porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Une chirurgie d'une heure sous anesthésie générale leur provoque une hémorragie dans le cerveau, suivie d'IRM et de scanners à quatre, six et vingt-quatre heures, chaque examen exigeant une nouvelle anesthésie. Le porteur indique que les animaux se retrouveront désorientés, avec des déficits neurologiques moteurs et cognitifs. Il envisage de ne pas les réveiller après l'examen de six heures et conclut que, dans ce cas, "il n'y aurait pas de nuisance associée au réveil".
Objectifs
L’accident vasculaire cérébral (AVC) est une atteinte neurologique soudaine, secondaire à une lésion vasculaire. On peut distinguer 2 types d’AVC : l’AVC ischémique ou infarctus cérébral (85% des cas), et l’AVC hémorragique (15% des cas). Les hémorragies cérébrales (HC) représentent 10 à 30 % des AVC, soit environ 25 000 nouveaux cas par an. Les HC sont à l’origine d’une très lourde morbi-mortalité, avec une mortalité précoce de plus de 40% à 30 jours dont la moitié des décès surviennent dans les 48 premières heures. Seuls 20% des patients seront autonomes à 6 mois. Le mauvais pronostic des hémorragies cérébrales est directement lié à la croissance de l’hématome ainsi qu’aux complications survenant à la phase aiguë (hypertension intracrânienne, hydrocéphalie aiguë et crises convulsives). L’objectif thérapeutique principal est de contrôler la croissance de l’hématome et ses complications neurologiques. Une grande proportion de patients atteint d’HC sont bien souvent sous traitement anticoagulant ce qui à pour conséquence d’augmenter considérablement la probabilité et la gravité de l'HC. L'une des principales raisons de ces mauvais résultats est que les patients sont tout simplement traités trop tard avec des agents d'inversion. Les thérapies actuelles nécessitent une prise d’information multifactorielle (identification de l'anticoagulant, calcul de la dose, poids du patient…), processus chronophage qui réduit les chances du patient. Ainsi, le projet propose d’évaluer une nouvelle molécule de première ligne ayant un mode d’action universel ne nécessitant pas d’identifier l’anticoagulant et dont la mise en œuvre est simple et rapide ce qui permettrait une prise en charge plus rapide du patient. Il est donc prévu d’utiliser cette molécule dans un modèle d’AVC hémorragique chez le porc en vue de passer ce nouveau traitement au plus vite en phase clinique.
Bénéfices attendus
Ce projet à pour but de participer au développent d’une nouvelle molécule à visée clinique dans la prise en charge de l’hémorragie intracérébrale. Les travaux réalisés devraient permettre à l’industriel de valider le composé dans un modèle animal dont l'anatomie cérébro-vasculaire est proche de l’homme et ainsi augmenter le taux de succès des futures études cliniques.
Procédures
Les animaux auront une intervention chirurgicale induisant une hémorragie cérérale sous anesthésie générale d'une durée de 1 heure . Puis l'évolution de cette hémorragie sera suivi à l'aide d'outils d'imagerie médicale IRM (durée de 30 minurtes) et scanner (durée 15 minutes) à différents temps (+4h, +6h et +24h). Pour chaque examen d'imagerie l'animal est maintenu sous anesthésie générale . Ainsi il est prévu de réapliser les imagerie à +4h et +6h dans la continuité de la chirurige. L'animal ne sera donc pas révillé avant la fin des examens à +6h. Une seconde anesthésie sera alors nécessaire à +24h pour effectuer les examens d'imagerie sur une durée de 1 heure.
Impact sur les animaux
Suite à la chirurgie d’induction de l’hémorragie intracérébrale ainsi que le suivi en imagerie post-AVC, les animaux se trouveront désorientés, avec des déficits neurologiques moteurs et cognitifs vecteur de stress. Pour cela une surveillance accrue des animaux sera réalisée sur les 24h post AVC. Il est également probable que le choix du temps d’évaluation soit inférieur à 24h, soit à +6h post AVC. Dans ces conditions, les animaux ne seraient pas réveillés de l’anesthésie générale et seraient mis à mort suite à l’examen d’imagerie médicale. Ainsi, il n’y aurait pas de nuisance associée au réveil.
Devenir
L'induction d'une hélorragie cérébrale provoquant des troubles neurologiques, il n'est pas prévu de maintenir en vie des animaux dont la qualité de vie soit trop impactée. Ainsi, il est prévu une mise à mort en fin de procédure.
Remplacement
Les études de développement de stratégies thérapeutiques nécessitent leur validation sur un modèle animal proche de l’homme avant un potentiel essai clinique. Cette étude se positionne dans la validation in vivo d’un nouveau traitement thérapeutique faisant suite à de nombreuses études in vitro. Il est impossible de remplacer l’utilisation d’animaux dans ce contexte
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé a été réduit au maximum afin de pouvoir conclure à un effet de la molécule testée et ce à l'aide d'une analyse de puissance statistique. Il est prévu d’utiliser des approches d’imagerie non invasives afin de faire un suivi de l’évolution de la pathologie à différentes phases post-opératoires et ainsi cibler la meilleure approche stratégique. Le nombre d’animaux nécessaire est néanmoins réduit et l’étude prévoit maximum 36 animaux, 6 pour la phase pilote et 30 pour l’étude principale. En fonction des résultats de la phase pilote, il sera également possible d’inclure les 6 animaux dans l’étude principale permettant de réduire d’autant les animaux de l’étude principale.
Raffinement
Au cours de cette étude, toutes les dispositions seront prises afin de réduire au maximum la souffrance et le stress et l’angoisse des animaux en accord avec les points limites identifiés pour ce projet. L’étude est menée par du personnel formé et expérimenté, sensible au bien-être et soins spécifiques des animaux. Une acclimatation à l’arrivée après transport du fournisseur est prévue (minimum 7 jours). Les animaux seront hébergés 2 par 2 pour favoriser les interactions sociales dans des boxes contrôlés en hygrométrie et température. Enrichissement et alimentation seront adaptés pour limiter les comportements anormaux (stéréotypies, prostration…) avec un suivi journalier des comportements individuels et alimentaires ainsi que des interactions sociales. Pour la chirurgie et le suivi en imagerie, les animaux seront anesthésiés et sous couverture analgésique. Les paramètres physiologiques (température, hydratation) seront contrôlés.
Choix des espèces
Les modèles d’hémorragies cérébrales ont été développés chez les rongeurs mais l’anatomie et la physiologie vasculaire du porc est plus proche de celle de l’Homme. En effet, les résultats d’une étude chez le porc apportent des informations plus probantes pour une utilisation ultérieure en clinique chez l’Homme, notamment pour les pathologies cérébrovasculaires. Pour ces raisons, nous avons choisi le porc comme modèle d’étude. De plus, le laboratoire a de l’expérience dans les manipulations chez le porc, les séquences d’imagerie sont connues et les installations sont ad hoc pour le bon déroulé des expériences. Les animaux seront utilisés à un stade jeune (autour de 4 mois, 35 à 40 kg). A ce stade, le cerveau a terminé son développement. Ce poids permet de concilier ses animaux à la manipulation et aux études d’imagerie.
Capacité de l’acide pentadécanoïque alimentaire à se substituer à l’acide linoléique : étude nutritionnelle préclinique sur le modèle miniporc Yucatan
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Le miniporc Yucatan est retenu pour sa proximité digestive avec l'humain, ce qui vaut à 52 cochons d'être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Douze truies reçoivent un régime carencé ou témoin avant la reproduction, pendant la gestation et l'allaitement, et 40 porcelets naissent puis grandissent six semaines sous ces régimes. Le porteur indique que la carence peut ralentir la croissance et provoquer des troubles de l'apprentissage, des desquamations et des problèmes de fertilité, et prévoit une injection d'ocytocine aux truies pour prélever leur lait après les avoir séparées de leurs porcelets. Neuf truies sont tuées, dont les huit carencées qui ne peuvent plus servir de reproductrices, trois rejoignent le troupeau, et tous les porcelets sont tués pour prélever leurs tissus.
Objectifs
La consommation de produits laitiers réduit le risque de survenue de maladies métaboliques, comme par exemple le diabète de type 2 (DT2), sans que les mécanismes ne soient encore clairement élucidés. Les acides gras saturés impairs (dont l’acide pentadécanoïque C15:0 est le représentant majoritaire dans le lait, 1% des acides gras totaux) sont des marqueurs de la consommation des produits laitiers, ce qui en fait des acteurs potentiels de cet effet protecteur. Ils peuvent également moduler le microbiote intestinal et l’homéostasie glucidique de l’hôte. Des études récentes suggèrent de plus que l’acide pentadécanoïque pourrait être un acide gras indispensable (AGI) et pourrait potentiellement se substituer dans l’alimentation à des AGI connus comme l’acide linoléique (LA). Un nutriment indispensable est une molécule, non synthétisée chez l'homme (ou l’animal modèle), qui assure des fonctions physiologiques ou structurales essentielles. Historiquement, 3 AGI ont été décrits dans la littérature. En 1929, le caractère indispensable du LA (omega 6), a été découvert par Burr : des rats soumis à des carences alimentaires en LA ont développé un retard de croissance. Plusieurs études ont ensuite montré qu’un apport énergétique de 2% en LA était suffisant pour éviter la carence. Les 2 autres AGI actuellement connus sont l’acide alpha-linolénique (ALA) et l’acide docosahexaénoïque (DHA). Une carence en ALA entraîne notamment une diminution d’aptitude à des tests d’apprentissage. Ces études ont été réalisées sur le modèle rongeur, qui possède de nombreuses limites pour la transposition des résultats à l’homme, tandis que le modèle porcin est reconnu comme un bon modèle préclinique notamment pour les études nutritionnelles, du fait de la proximité de sa physiologie intestinale avec celle de l’homme. Le premier objectif de cette étude est d’étudier la capacité potentielle de l’acide pentadécanoïque à se substituer au LA (en situation de carence) et d’assurer certaines fonctions structurales et physiologiques similaires (croissance, fluidité membranaire…) dans le modèle miniporc Yucatan.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra d’évaluer le rôle de l’acide gras C15:0 en nutrition, plus particulièrement ses effets sur la croissance et le maintien de fonctions physiologiques en situation de carence en AGI. Ces effets qui seront analysés chez le miniporc nous permettront d’observer des impacts nutritionnels dans un modèle proche de l’homme, ce qui complétera et validera certains effets du C15:0 observés chez le modèle rongeur. Le métabolisme des acides gras impairs a très peu été étudié chez l’homme et jamais chez le modèle porcin. Ainsi, cette étude permettra de caractériser le métabolisme des acides gras impairs, à la fois en situation saine (avec le régime CTRL contenant du C15:0) et en situation de carence d’AGI pour étudier le potentiel caractère indispensable de cet acide gras impair. Cette étude permettra ainsi d’améliorer les connaissances concernant les AGI et l’impact de leur carence chez le modèle mini-porc. L’ensemble de ces données permettra d’apporter de nouvelles connaissances sur le rôle du C15 :0 qui pourraient concourir à réévaluer les recommandations nutritionnelles en acides gras chez l’homme, et également les apports en produits laitiers, principales sources de C15 :0 chez l’homme.
Procédures
Les animaux seront soumis à différents régimes, contrôle ou carencés en AGI, et supplémentés ou non en C15:0 et LA. Un prélèvement de lait sera réalisé à 15 jours de lactation chez les truies, nécessitant l'injection IM d'ocytocine. Ces prélèvements seront réalisés une fois sur chaque truie et le temps de prélèvement n'excédera pas 20 min. Des prélèvements sanguins seront réalisés sur les truies au moment du sevrage des porcelets (
Impact sur les animaux
Concernant les régimes, une légère diminution de la croissance et l'apparition de troubles cognitifs (de l’apprentissage) sont possible chez les animaux carencés. Des sécheresses cutanées (desquamations) ont également été décrites. Enfin, des problèmes de fertilité ont également été rapportés en lien avec une carence en AGI. Concernant les différents prélèvements prévus au protocole, la collecte du lait chez les truies à 15j de lactation nécessite une injection d’ocytocine, ce qui peut entraîner une douleur au point d’injection, et nécessite également la séparation préalable des porcelets de la truie, ce qui peut entraîner un stress à la fois pour la truie et les porcelets. Cependant, cette séparation est limitée à quelques minutes (
Devenir
9 truies seront euthanasiées à la fin de la procédure 1: les 8 truies ayant reçu le régime Carence ne peuvent pas être réutilisées comme reproductrices dans l'élevage expérimental. 3 truies du groupe Contrôle seront intégrées dans le troupeau comme truies reproductrices et 1 sera euthanasiée conformément au plan de renouvellement du troupeau. Tous les porcelets de la procédure 2 seront euthanasiés à la fin de la procédure pour récupérer les tissus d'intérêt.
Remplacement
L’effet recherché dans cette étude est d’ordre nutritionnel et nécessite donc l’analyse d’un organisme dans son ensemble. En effet, les nutriments diffusent dans le « corps entier » après digestion-absorption des aliments et leurs impacts physiologiques ou physiopathologiques concernent de multiples organes qui interagissent entre eux pour former un système biologique complexe. L’utilisation d’un modèle animal vivant reste indispensable pour une évaluation globale et intégrée du métabolisme du C15 :0 et pour prendre en compte le rôle du microbiote intestinal, qui sont impossible à reproduire dans leur complexité dans des modèles in vitro. Le miniporc a été choisi pour sa proximité physiologique avec l’homme.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés pour chaque condition (10 porcelets par condition) a été calculé par analyse de la puissance statistique nécessaire pour pouvoir comparer les paramètres étudiés. Ce nombre d’animaux représente la limite basse pour laquelle les effets induits au terme du projet permettront d’observer un effet statistiquement significatif. Les truies Yucatan ayant des portées de 2 à 6 porcelets, le nombre de cochettes nécessaires pour avoir 10 animaux dans chaque groupe a été évalué à 4 pour le groupe Contrôle, pour assurer 10 porcelets, et 8 dans le groupe Carence, pour assurer 30 porcelets, qui seront répartis dans les 3 groupes Carence, enrichi en acide gras pentadécanoïque et enrichi en acide gras linoléique à raison de 10 animaux par groupe. Concernant les truies nourries par le régime Contrôle, 3 sur 4 pourront être maintenues dans l’élevage à l’issue de l’expérimentation pour le renouvellement du troupeau. L’expérimentation sera réalisée en 2 répétitions successives de 6 truies (2 sous régime Contrôle, 4 sous régime Carence), permettant statistiquement d’obtenir les 40 porcelets nécessaires. Si, par chance, le 1er lot permettait d’obtenir un nombre supérieur à 20 porcelets, le 2nd lot de truies serait réduit en conséquence.
Raffinement
Les compétences et l’expérience des expérimentateurs garantissent le respect du bien-être animal. Des points limites ont été établis, entraînant la sortie de protocole ou l’euthanasie anticipée de l’animal en cas de nécessité. Les animaux seront élevés en groupes, que ce soit pour les truies en gestation ou les porcelets en post-sevrage, favorisant le bien-être et les interactions sociales. Les truies gestantes seront transférées en salle de maternité 3 semaines avant la date de mise-bas prévue, dans des loges individuelles (2,30 m2) permettant les contacts olfactifs et visuels avec leurs congénères, selon la pratique en vigueur dans l’élevage expérimental. Les porcelets resteront classiquement en portée avec leur mère pendant toute la durée de la lactation et une habituation à l’aliment solide sera réalisée quelques jours avant le sevrage pour faciliter la transition alimentaire. Les porcelets ont accès libre à un nid chauffé par une lampe et à l’écart de la truie (0,25x1,37m). Au sevrage, les 2 portées issues des mères Contrôle seront regroupées et le groupe observé pour voir si la mise en place de la hiérarchie se passe bien, comme ce qui est pratiqué en routine à l’élevage. Les portées issues des mères du groupe Carence seront réparties en 3 groupes avec idéalement, un à deux porcelets de chaque portée par groupe pour limiter l’effet portée, ce qui brassera les portées et facilitera la constitution du nouveau groupe et ses interactions sociales. Une attention particulière sera là encore apportée par le personnel de l’unité expérimentale pour s’assurer que la mise en place de la hiérarchie se passe bien. Des enrichissements de type ballon seront apportés dans les cases des animaux.
Choix des espèces
Le modèle miniporc Yucatan est un modèle avec une plus grande proximité physiologique avec l’homme que ne l’est le modèle rongeur, notamment au niveau de sa taille, de son système digestif et de son microbiote. De plus, il s’agit d’un animal omnivore monogastrique, ce qui en fait un modèle très recherché pour les recherches en nutrition humaine. Les cochettes prévues pour cette expérimentation auront approximativement 1 an d’âge (naissances en mai-juin 2023). Elles seront soumises au régime Contrôle ou Carence 15 jours avant la mise en reproduction, puis pendant la gestation et la période d’allaitement. Au sevrage, soit 4 semaines après leur naissance, les porcelets seront nourris avec les différents régimes expérimentaux. Ils seront nourris avec ces régimes pendant 6 semaines puis euthanasiés. L’induction de la carence doit débuter chez les truies gestantes afin d’induire une carence chez les porcelets issus de ces mères. L’âge final des porcelets correspond au temps nécessaire pour observer l’effet de la carence ou de la resupplémentation.
Suivi en continu de la température interne et des constantes physiologiques pendant la période autour de la mise-bas chez la truie
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
Réintégrées au troupeau de truies expérimentales à la fin des procédures, 16 truies vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent sous anesthésie l'implantation d'une capsule de mesure de la température interne et la pose d'un cathéter dans l'oreille, puis trois prises de sang par jour pendant quatre jours et trois mesures de température rectale quotidiennes, autour de la mise bas. Un capteur vaginal est également posé, que le porteur retirera en cas d'inflammation ou d'écoulements. L'objectif déclaré est d'affiner le diagnostic d'un syndrome de dysgalactie présenté d'abord comme la source de "pertes économiques importantes" en maternité et comme le premier motif d'antibiothérapie chez la truie.
Objectifs
Le déroulement de la mise bas et la phase post-partum chez la truie est sujet à des perturbations responsables de pertes économiques importantes en raison de la relation étroite entre la santé des porcelets nouveaux nés et de leur mère. En maternité, la prévalence du syndrome de dysgalactie post-partum (SDPP) peut atteindre 20-30% des truies mettant bas et est le principal motif de traitement par antibiothérapie chez les truies. Le SDPP se caractérise par une diminution de la production de lait des truies et/ou une incapacité à allaiter correctement leurs porcelets. La physio pathologie du SDPP est complexe avec des composantes multiples (hormonales, métaboliques, inflammatoires, infectieuses, etc..) qui interagissent probablement entre elles. Même si les facteurs de risques ne sont encore pas tous connus, le SDPP peut être causé par des erreurs de gestion des animaux ou des bâtiments combinées à la présence d’agents pathogènes dans la porcherie. Par exemple, une mauvaise gestion du plan d’alimentation en gestation rendant les truies trop grasses peut augmenter l’occurrence de SDPP. Après la mise bas, les truies sont généralement plus sensibles aux agents infectieux. Leur système immunitaire est affaibli par le stress, et les voies de mise bas ouvertes ainsi que les morsures sur les trayons et sur la peau des mamelles favorisent aussi le SDPP. Le SDPP se manifeste souvent par une hyperthermie transitoire et les truies malades peuvent présenter des mamelles rouges et dures, des écoulements vaginaux purulents, des troubles digestifs (constipation) et manifester des comportements particuliers (manque d’appétit, se couche sur leur mamelle, refus d’allaitement, etc.). Une utilisation raisonnée d’antibiotiques pour soigner cette pathologie passe par un bon diagnostic qui repose à la fois sur les signes cliniques mentionnés plus haut et sur la mesure de la température interne afin de détecter une montée en température indicatrice de fièvre. A l’heure actuelle, il reste des questionnements sur le seuil de température à partir duquel la décision de traiter la truie doit être prise mais également sur période de mesure (jour, et heure de la journée) la plus appropriée pour détecter si possible précocement le début du SDPP. L’objectif de l’étude est de faire une analyse comparative des méthodes actuellement disponibles pour monitorer la température interne des truies autour de la mise-bas et pendant la première semaine de lactation.
Bénéfices attendus
La mesure en continu de la température et des constantes physiologiques des truies pendant la période peripartum doit permettre d’affiner le diagnostic du SDPP. En particulier, le projet va permettre de déterminer le timing le plus informatif de la journée et de la période peripartum pour mesurer la température interne des animaux. Les connaissances acquises dans ce projet sont de nature à contribuer à mieux comprendre la physio-pathologie du SDPP pour, à terme, raffiner les pratiques promouvant une utilisation raisonnée des antibiotiques chez la truie.
Procédures
Implantation de la capsule de mesure de la température interne et du cathéter veineux auriculaire pour permettre des prises de sang et des mesures de la température interne en évitant de stresser l’animal. Ce geste s'effectuera sous anesthésie. Les sédatifs sont injectés par voie intramusculaire et les truies sont placées en décubitus ventral pendant une durée totale de 15 minutes (durée de l'intervention chirurgicale). - Prélèvements de sang à l’aide du cathéter auriculaire (3 fois par jour pendant 4 jours à raison de 2,5 mL par prélèvement) pour le suivi des constantes physiologiques (marqueurs de l’inflammation). Chaque prélèvement durera moins d'une minute. - Mesure de la température rectale (3 fois par jour pendant 4 jours). la prise de température rectale durera moins de 30 secondes
Impact sur les animaux
- Implantation de la capsule de mesure de la température interne et du cathéter veineux auriculaire : Le protocole de monitoring des animaux en place dans l'établissement d’expérimentation permettra d'appréhender le risque lié à la sédation. La sécurisation du cathéter auriculaire par une bande adhésive autour de l'oreille peut entraîner une gêne pour l’animal. - Prélèvements de sang à l’aide du cathéter auriculaire : Les prélèvements de sang étant réalisés par du personnel compétent dans le cadre de procédures où les points limites sont définis et où des observations quotidiennes sont faîtes sur les animaux, nous ne nous attendons pas à des nuisances particulières liées aux différents prélèvements. Toutefois, nous ne pouvons pas totalement exclure la possibilité d'avoir des infections locales liées à la présence et à l'utilisation du cathéter veineux auriculaire. Le cas échéant, l'infection sera très rapidement mise en évidence par la mesure en continu de la température interne et l'animal recevra un traitement adapté. - Prise de température rectale : cette mesure étant réalisée sur des animaux non contraint par du personnel formé nous ne nous attendons pas à des nuisances particulières liées à ce geste.
Devenir
L'ensemble des animaux réintègre le troupeau de truies expérimentales à la fin des procédures.
Remplacement
Le porc est l'espèce cible de ce projet qui vise à raffiner les méthodes pour diagnostiquer le SDPP chez la truie. Il n'est pas possible d'étudier les variations de la température interne et des constantes physiologiques sans utiliser des truies de génotype conventionnel (Large White x Landrace) pour objectiver les actions à mettre en place ensuite en élevage, et au bénéfice de leur santé et leur bien-être. L'utilisation d'animaux vivants est nécessaire pour rendre compte de processus biologiques extrêmement dynamiques et sujets à une large variabilité entre individus. Le remplacement n’est pas possible car l’utilisation d’animaux est inhérente au type d’étude.
Réduction
Nous avons réduit le nombre d’animaux au minimum statistique en fonction des mesures effectuées, sachant que l'objectif du projet est d’évaluer par des mesures en continu ou des mesures ponctuelles l’évolution de la température de chaque truie et de la relier au déroulement de la période peripartum et à des marqueurs d’inflammation mesurés dans le sang. Compte-tenu de la variation inter-individuelle des mesures, il s'agit d'obtenir un suivi complet sur au moins 10 truies. A partir des résultats de l’étude ayant mise au point l’implantation du cathéter auriculaire, un total de 12 truies est un nombre optimal pour prendre en compte les échecs de fonctionnement du cathéter. Les prélèvements de sang au cathéter jugulaire sont réduits au volume nécessaire pour les dosages métaboliques (2,5 mL/prélèvement) pour une cinétique journalière avec 3 points de prélèvements. Ainsi, un volume total de 30 mL de sang sera prélevé pendant l’ensemble de l’essai (soit environ 0,2% du volume sanguin total à l'issue de l'expérimentation, en considérant qu'il y a 65 mL de sang /kg de poids vif). L’étude sera précédée par une phase de pré-test réalisée sur un maximum de 4 animaux.
Raffinement
Toutes les mesures seront réalisées par du personnel formé et expérimenté. Toute intervention potentiellement douloureuse ou stressante sera contrôlée, et les animaux suivis dans les minutes ou heures qui suivent. En cas de souci de santé, le vétérinaire en charge du suivi de l’élevage expérimental sera consulté et les animaux traités en conséquence. Dans le cadre de prélèvements répétés de sang, le recours à un cathéter veineux auriculaire permet de réduire significativement le niveau de stress induit par un prélèvement de sang obtenu à l'aide d'un lasso nasal sur un animal en contention. Enfin, les capteurs de température ont pour objet d'obtenir un grand nombre de données (toutes les 2 à 5 min) en continu pendant l’ensemble de la période de mesure sans avoir à manipuler l'animal. La surface des loges (64 m² pour un groupe de 16 truies en gestation et 9 m² pour chaque truie en lactation) permet à l'animal d'avoir une activité minimale et elles offrent la possibilité d'interactions avec les congénères. Dans chaque loge, des jouets (toile de jute) et d'autres dispositifs d'enrichissement (chaine) seront placés dans les loges et régulièrement renouvelés afin de limiter l'ennui. L’anesthésie est pratiquée 15 min avant l’intervention d’une durée de 10-15 min. Le protocole de monitoring des animaux en place dans l'établissement d’expérimentation (suivi de la saturation de l'hémoglobine en oxygène par oxymétrie de pouls et du rythme cardiaque) permet d'appréhender le risque lié à l'anesthésie. L’analgésie est assurée pendant les 3 jours après les interventions chirurgicales. Pour les points limites en lien avec le mode de logement / conduite des animaux, l’apparition de problème digestifs (constipation), de troubles locomoteurs (arthrites ou blessure) ou respiratoires nécessitera un traitement adapté. Les animaux ne seront pas exclus du dispositif expérimental si le traitement permet une guérison rapide de l’animal. Pour les points limites spécifiques (implantation du cathéter veineux auriculaire, du capteur de température et la pose du capteur vaginal), le risque d'inflammation de la zone chirurgicale sera évalué quotidiennement et le cas échéant qui sera prise en charge. Pour la pose du capteur vaginal, une inflammation ou d'une infection détectée par une augmentation de la température interne au-delà de 38,9°C et/ ou par la présence d’écoulements vaginaux sera traitée de la manière suivante : le capteur sera retiré et l’inflammation sera traitée.
Choix des espèces
- Le porc ne peut pas être remplacé par une espèce modèle compte tenu de la spécificité de ses réponses physiologiques pendant la période peripartum de la femelle reproductive - Le porc est l'espèce cible du projet qui vise à trouver une méthode alternative pour étudier les évolutions des constantes physiologiques dans une période de sa vie productive (début de lactation) où la truie est particulièrement sensible au développement du SDPP qui est la cause principale de l’utilisation d’antibiotiques chez la truie reproductrice. Nous avons choisi de travailler sur la truie reproductrice gravide car ce stade est spécifiquement touché par le SDPP. Nous travaillerons sur des truies en 3ème ou 4ème portées ce qui correspond à la parité moyenne des truies en élevage commercial. Pour le pré-essai, nous utiliserons des truies de réformes non gravides.
Formations secteur santé EU2/2
- Formation professionnelle
Cochons : 500
Former des chirurgiens, des vétérinaires et des infirmières de bloc opératoire mobilise ici 500 cochons et 1 700 rats, opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil. Chaque séance chirurgicale dure de six à huit heures, un cochon pour trois étudiants, un rat par étudiant. Le porteur indique former 2 000 à 3 000 personnes par an, dont 20 % pratiquent des gestes sur un animal, et affirme avoir réduit de 71 % le nombre de cochons depuis l'acquisition de simulateurs. Il conclut que le recours à un organisme vivant reste "nécessaire" dans certaines circonstances, au nom du principe "jamais la première fois sur le patient".
Objectifs
Ce projet a pour but d'autoriser l'utilisation d'animaux dans le cadre des la formation des futurs médecins, chirurgiens, vétérinaires, scientifiques et professionnels de santé (infirmières de bloc opératoire). Depuis la création de notre structure de formation, une grande reflexion est menée pour réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés. Ainsi, nous avons développé des modèles ex-vivo (chirurgie cardiaque, ophtalmologie, microchirurgie...) permettant de s'affranchir de l'utilisation d'animaux vivants. Nous nous sommes dotés également d'une vingtaine de simulateurs numériques dans presque toutes les spécialités chirurgicales dans le but aussi de réduire le nombre d'animaux. Néanmoins, l'utilisation d'un organisme vivant qui reproduit au plus juste les sensations, la compléxité et le stress du bloc opératoire est encore nécessaire dans certaines circonstances. L'HAS (Haute Autorité de Santé) a dicté le principe éthique qui régit notre activité : "jamais la première fois sur le patient". Ainsi afin de former au mieux les chirurgiens, médecins, vétérinaires ou paramédicaux (infirmières), nous utilisons des modèles porcins ou murins qui permettent aux aprenants de réaliser des gestes complexes qui ne sont pas modélisés sur simulateurs. Ce projet se déroule dans 2 établissements utilisateurs (EU2 hébergeur et EU1 chirurgie)
Bénéfices attendus
En médecine comme dans d’autres professions, le risque d’erreur augmente avec le manque d’expérience. La simulation représente un outil pédagogique efficace permettant aux professionnels de santé d’acquérir de l’expérience sans risque pour le patient, et ainsi de respecter l’impératif éthique rappelé par la HAS : « Jamais la première fois sur le patient ». Elle peut être utilisée à la fois en formation initiale, afin de permettre aux jeunes et aux futurs professionnels d’acquérir de l’expérience, et lors d'une formation continue pour des professionnels plus expérimentés qui souhaiteraient remettre à niveau certaines compétences ou techniques utilisant une technologies nouvelle. Elle peut être également ciblée, y compris dans le cadre de procédures techniques, sur le travail en équipe (exemple : chirurgien et infirmier de bloc opératoire). Les preuves de l’efficacité de la simulation comme outil permettant d’acquérir de l’expérience en médecine sont nombreuses. Cette expérience acquise permet à son tour de réduire le risque d’erreur et d’événements indésirables chez les patients. Quelques exemples : en chirurgie, l’apprentissage sur simulateur a montré son efficacité quant à la diminution du risque de complications postopératoires et de durée d’hospitalisation lors des interventions par laparoscopie pour hernie inguinale. Les cholécystectomies par laparoscopie sont aussi associées à moins d’erreurs et à un meilleur respect des tissus durant l’opération si l’opérateur a été formé sur simulateur. En ophtalmologie, un enseignement structuré comprenant de la simulation permet de réduire les complications postopératoires faisant suite à une chirurgie de la cataracte. Enfin, le risque de pneumothorax secondaire à une ponction pleurale est réduit lorsque l’opérateur a été préalablement formé sur simulateur.
Procédures
Induction de l'anesthésie par injection en intra musculaire de l'anesthésiant (durée 2 minutes dans l'EU2). Procédures chirurgicales diverses en fonction de la spécialité enseignée (durée : 6 à 8h dans l'EU1).
Impact sur les animaux
Stress du au changement d'hébergement entre l'éleveur et l'animalerie (1 semaine de stabulation). Douleur et stress à l'induction de l'anesthésie due à la piqure (durée 5 minutes).
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort car les multiples opérations de chirurgie subies ne permettent pas la survie de l'animal.
Remplacement
Il existe des méthodes de simulation chirurgicale permettant de remplacer les animaux destinés aux formations. Nous avons pris en compte cette approche en disposant et en nous équipant de nombreux simulateurs. Cependant, un certain nombre de gestes ne peuvent être acquis et validés que sur un modèle opératoire proche de la clinique. La réalisation d’opération sur des animaux anesthésiés permet la visualisation in situ de la qualité des interventions et les complications sur l’organisme entier. En fin de parcours pédagogique seulement et pour les spécialités où pédagogiquement cela apporte une plus-value, les étudiants/stagiaires peuvent appliquer ces procédures sur l’animal afin d'appréhender l'opération avec tout la complexité d'un organisme entier. Par exemple, La réalisation de techniques microchirurgicales s’effectue d’abord sur des prothèses en silicone pour acquérir les 1ers gestes de microchirurgie puis sur animaux anesthésiés ce qui permet la visualisation in situ de la qualité des sutures (étanchéité, perfusion, fuite, coagulation,…). Le modèle porcin permet l'application de techniques chirurgicales complexes et le perfectionnement du personnel dans de très nombreuses spécialtités telles que la chirurgie cardiaque, la chirurgie thoracique, la chirurgie vasculaire, la chirurgie digestive, la chirurgie urologique, la chirurgie gynécologique, la chirurgie pédiatrique, la chirurgie orthopédique et la neurochirurgie. La microchirurgie, qui est la réalisation sous microscope de surtures vasculaires et nerveuses, est une spécialisation complémentaire qui sera enseignée sur modèle murin (rat). Afin de réduire au maximum l'utilisation des animaux, le nombre est défini selon le nombre d’étudiants. L’enseignement sera de bonne qualité avec 1 modèle porcin pour 3 étudiants pour la chirurgie générale, et 1 rat/personne dans le cadre d'une formation spécifique microchirurgie.
Réduction
Les formations proposées doivent permettre aux apprenants (personnel médical et paramédical : chirurgiens, médecins, infirmières, internes en chirurgie, vétérinaires et scientifiques) d’acquérir la pratique des différentes techniques chirurgicales (acquisition d’une gestuelle sûre et précise, augmentation de la rapidité de réalisation des opérations en clinique) et une utilisation efficace du matériel de chirurgie, de microchirurgie, de chirurgie robotique et du bloc opératoire en général. Dans un but de reduction, les enseignements pratiques sont tout d’abord dispensés : 1- sur simulateurs numériques qui reproduisent virtuellement une partie des opérations chirurgicales de différentes spécialités, afin d’initier l’apprentissage des gestes de base 2- sur pièces artificielles (peau artificielle, tubes silicone...), et 3-sur pièces anatomiques (coeurs, pieds de cochons, vessies, reins, colons, yeux issus de la boucherie ou prélevés sur des animaux en fin d'expérimentation) ce qui permet de réduire considérablement le nombre d'animaux. Par exemple, depuis l'acquisition des simulateurs, le nombre de cochons utilisés pour la formation a été réduit de 71%. L’enseignement sera de bonne qualité avec 1 cochon pour 3 étudiants pour la chirurgie en générale, et 1 rat/séance/étudiant pour la microchirurgie. Nous formons 2000 à 3000 personnes par an mais seulement 20% réalisent des gestes sur animal.
Raffinement
Les différentes espèces sont hébergées en groupe et avec un enrichissement adapté : pour les rats : tunnels et buchettes, pour les cochons : balles et mordillos. Nous avons mis en place des points limites suffisamment prédictifs afin déviter toute souffrance de l'animal. Toutes les opérations chirurgicales sont réalisées sous anesthésie générale avec prise en charge de la douleur par administration d'un traitement antalgique en continu sans reprise de conscience avant leur euthanasie en fin de séance.
Choix des espèces
Nous travaillons avec des cochons : 3-6 mois pour avoir des animaux entre 30 et 50kg pour une similitude au niveau anatomique, hémodynamique et physiologiques par rapport à l'homme mais aussi avec des rats : 8-11 semaines selon la souche pour avoir des animaux d'environ 350g pour une similitude anatomique des vaisseaux et des nerfs en terme de taille comparable à l'homme (chirurgie de la main, chirurgie maxillo faciale, chirurgie ophtalmologique).
Caractérisation tissulaire des zones impliquées dans la survenue de troubles du rythme cardiaque
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
Un tiers des porcs devrait mourir subitement au moment où on leur provoque un infarctus : c'est le calcul qui porte l'effectif de 8 à 12. 12 porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils subissent d'abord une heure et demie de chirurgie sous anesthésie générale pour l'infarctus, puis deux mois plus tard trois heures de cartographie du ventricule gauche destinée à déclencher une tachycardie ventriculaire, avant la mise à mort et le prélèvement du tissu cardiaque. Le porteur retient le porc juvénile de 30 à 35 kg au motif que son cœur est le plus proche de celui de l'être humain, les animaux devant peser 70 à 80 kg à la fin du protocole.
Objectifs
La mort subite touche environ 50 000 patients en France tous les ans. Sa cause principale est l’infarctus du myocarde. Les mécanismes de la mort subite sont mal connus. Cependant des troubles du rythme cardiaque, faisant suite à la survenue de l'infarctus, sont suspectés. Ainsi le mécanisme rythmique à l’origine de la mort subite est le plus souvent la survenue d’une tachycardie ventriculaire (rythme cardiaque trop élevé) qui se transforme en fibrillation (contractions érratiques) ventriculaire, responsable de l’arrêt cardio-circulatoire. Pour mieux comprendre les mécanismes tissulaires qui expliquent la survenue de ces troubles du rythme, nous proposons de réaliser une analyse histologique des zones responsables de ces arythmies. Ceci n’est pas réalisable chez l’homme et nous proposons de réaliser cette étude sur le porc, gros animal, dont l’anatomie cardiaque est très proche de celle de l’homme. Pour cela en pratique, nous proposons d’induire une tachycardie ventriculaire, qui est le trouble du rythme à l’origine de la mort subite, à distance (a posteriori) de l'induction d’un infarctus du myocarde. Nous souhaitons étudier les anomalies histologiques et moléculaires présentes dans les zones anatomiques impliquées dans la survenue d’une tachycardie ventriculaire. Ainsi la première phase de l’étude consistera en la réalisation d’un infarctus du myocarde et la deuxième phase consistera à induire une tachycardie ventriculaire et à repérer les zones anatomiques responsables de cette tachycardie ventriculaire. Cette étude permettra de mieux comprendre les mécanismes de survenue de ces tachycardies qui sont responsables de mort subite chez l’homme.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de mieux comprendre les mécanismes de remodelage tissulaire responsable du développement des arythmies ventricuaires. Cela pourrait aboutir à l’identification de biomarqueurs cellulaires spécifiques et à des applications thérapeutiques.
Procédures
Réalisation d’un infarctus du myocarde sous anesthésie générale. La durée de cette procédure est d’environ 1h30. Deuxmois après cartographie ventriculaire gauche sous anesthésie générale. La durée totale de cette intervention est d’environ 3 heures.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus incluent : - le stress induit par la contention avant induction de l'anesthésie générale, - les risques liés à l’anesthésie générale elle-même : hypoxie, hypothermie, arrêt cardio-respiratoire, - l'induction d’un infarctus du myocarde avec risque d'insuffisance cardiaque ou de mort subite.
Devenir
Des prélèvements du tissu cardiaque doivent être effectués pour analyses histologiques, nécessitant la mise à mort de l’animal.
Remplacement
Aucun modèle in vitro ou mathématique ne permet de reproduire et de modéliser les dommages tissulaires provoqués par un infarcus du myocarde. Un étude animale est obligatoire pour caractériser ces lésions tissulaires, car il n’est pas possible de faire ce type de prélèvements chez l’homme. Il n’est pas non plus possible d’effectuer cette étude sur un cadavre humain car il n’y a plus d’activité électrique dans le cœur.
Réduction
Il s’agit d’une étude pilote. Nous comparerons les tissus chez les porcs chez qui il sera possible d’induire un trouble du rythme cardiaque après l’infarctus versus ceux chez qui il ne sera pas possible d’induire ce troube du rythme. Nous estimons qu’il sera possible d’induire une tachycardie ventriculaire dans la moitié des cas. L’autre moitié servira de groupe contrôle. Nous attendons une différence de 40% dans la répartition tissulaire entre ces 2 types groupes (groupe tachycardie et groupe contrôle), ce qui correspond à 8 porcs dont les résultats pourront être analysés. Nous estimons que 1/3 des porcs feront une mort subite à l’induction de l’infarctus, raison pour laquelle nous prévoyons d’inclure 12 porcs dans l’étude.
Raffinement
Les porcs sont hébergés dans une animalerie où les paramètres d’ambiance sont contrôlés, avec un cycle alternance jour/nuit de 12h/12h. Ils sont hébergés en groupes sociaux sur litière de copeaux de bois afin de leur permettre d’exprimer leur comportement de fouissage. Des enrichissements sont mis à disposition tels que chaine à mâcher, ballons en platique et boules dans lesquels des granulés ou de la compote de pomme peuvent être cachés. Ces enrichissements sont mis à disposition de façon alternative toutes les semaines environ. Des morceaux de fruits sont également distribués. Les porcs bénéficient d’une période d’acclimatation de minimum 7 jours au cours desquels ils sont habitués à la présence de l’homme et à leur manipulation lors des périodes de change et la distribution de nourriture/eau notamment, moments propices à la distribution de caresses (avec des gants de massage) et de friandises. Les interventions pouvant occasionner de la gêne ou de la douleur sont réalisées sous anesthésie générale et une analgésie multimodale incluant des opioïdes est administrée. Des points-limites adaptés ont été définis afin de limiter toute forme de stress ou de souffrance. Les animaux sont a minima contrôlés une fois par jour pendant la période d’acclimatation puis 3 fois par jour après l'induction de l’infarctus et ce jusqu’à la fin de la période de suivi de 2 mois au terme de laquelle une cartographie tisuslaire est réalisée.
Choix des espèces
Il s’agit de l’espèce la plus proche de l’homme au niveau cardiaque, permettant de réaliser un infarctus du myocarde et une cartographie électrique de la tachycardie ventriculaire. Nous souhaitons travailler sur des porcs juvéniles d’environ 30-35 kg au moment de la première phase (induction de l'infarctus) car la deuxième phase (induction de la tachycardie ventriculaire et réalisation de la cartographie) sera espacée de 2 mois et les porcs pèseront environ 70-80 kg en fin de protocole.
Évaluation de l’efficacité d’un traitement contre les infections de prothèse aortique d’origine bactérienne par administration de virus ayant une activité antibactérienne
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Une première chirurgie de quatre-vingt-dix minutes pose une prothèse aortique et un cathéter central, l'infection à staphylocoque doré résistant s'installe, deux prises de sang par semaine suivent, puis viennent au quinzième jour une injection de virus antibactériens sous scanner et quinze jours d'injections quotidiennes. 24 porcs de dix semaines, pesant trente à trente-cinq kilos, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. La fièvre est attendue pendant toute la durée du protocole, avec perte d'appétit, fatigue et isolement, et le porteur mentionne des risques rares d'hémorragie ou d'obstruction artérielle. Tous sont tués au trentième jour lors d'une seconde chirurgie, le porteur jugeant "déraisonnable" de rétablir la continuité vasculaire pour les réveiller.
Objectifs
L’aorte, plus gros vaisseaux du corps humain, est sujette à de nombreuses pathologies, notamment les anévrismes, une dilation du vaisseau pouvant conduire à sa rupture, à l’origine de 15000 décès/an aux USA. Pour les traiter, le segment dilaté peut être remplacé par une prothèse en tissu. L’une des complications opératoires les plus fréquentes est une infection de cette prothèse vasculaire aortique (IPA). C’est une complication grave, qui peut être traitée en remplaçant la prothèse infectée et en associant une antibiothérapie. Cependant, 20% des patients sont non opérables et sont traités par une antibiothérapie au long cours seule. Ces patients présentent un risque élevé de mortalité. L’utilisation de virus capables de détruire une bactérie (phagothérapie) a montré son efficacité sur les infections bactériennes dans plusieurs études. Devant l’échec de l’antibiothérapie, il est apparu logique d’étudier l’efficacité de la phagothérapie dans les IPA. La sévérité des IPA est une problématique majeure en chirurgie vasculaire. La phagothérapie pourrait présenter un bénéfice majeur en élargissant les possibilités de traitements, et en représentant une alternative/un complément à l’antibiothérapie. Il s’agit du premier projet de recherche sur modèle porcin, évaluant la phagothérapie dans les IPA, et cherchant à proposer une nouvelle thérapie. Les résultats favorables de la phagothérapie dans d’autres infections et l’absence d’étude sur leur efficacité sur les IPA, ont conduit à mettre en place ce projet. Le modèle porcin se rapproche biologiquement le plus du modèle humain pour cette étude. Les objectifs de cette étude sont de valider les aspects techniques de l’administration de la phagothérapie dans notre modèle et d’évaluer l’efficacité de la phagothérapie seule ou associée aux antibiotiques. L'hypothèse principale est que la phagothérapie, dans les infections de prothèses aortiques, exerce une activité anti- infectieuse supérieure à l’antibiothérapie seule. L'objectif ultime est d'évaluer la phagothérapie seule ou associée aux antibiotiques dans les IPA chez des patients non opérables. Le transfert clinique en cas de résultats favorables paraît rapidement envisageable au vu de l’absence de traitement pour les patients.
Bénéfices attendus
Il s'agit de la première étude s'adressant à la phagothérapie dans les infections de prothèse aortique sur un modèle préclinique. L'objectif ultime est d'évaluer la phagothérapie seule ou associée aux antibiotiques en tant que traitement conservateur dans les IPA chez des patients inopérables, voire en tant que traitement adjuvant d’une chirurgie conservatrice. De plus, une application locale de phages est également envisageable chez l'homme, pour traiter les infections de prothèses aortiques par voie mini-invasive, c’est-à-dire libérées à l’intérieur d’un anévrysme pour l’exclure du flux sanguin. Le transfert clinique en cas de résultats favorables paraît rapidement envisageable vu le contexte pathologique de départ. Il s'agit de la combinaison d'un sujet extrêmement actuel, la phagothérapie à l’ère l'antibiorésistance, avec une pathologie sévère résistante aux traitements antibiotiques classiques. Le transfert clinique est aisément envisageable, vu le contexte pathologique.
Procédures
Tout d’abord, les animaux sont soumis à la chirurgie initiale de mise en place d’une prothèse aortique sous anesthésie générale. Celle-ci sera réalisée sur les 24 animaux avec une durée d’intervention de 90 minutes. La pose d’une voie veineuse centrale tunnelisee, sera effectuée sur tous les animaux au cours de cette chirurgie, permettant les prélèvements et l’administration de médicament. Des prélèvements sanguins seront réalisés chez les 24 animaux, sans anesthésie par le cathéter mis en place au cours de la chirurgie initiale. Ils seront effectués 2 fois par semaine, soit 8 fois au cours de la procédure. Un prélèvement sanguin dure en moyenne 15 minutes. Les animaux des groupes traités par phagothérapie, seule ou en association aux antibiotiques, soit 12 animaux, recevront une injection locale de virus à activité antibactérienne par ponction guidée par scanner. Cette injection aura lieu une seule fois au cours de la procédure (à J15), elle sera réalisée sous anesthésie générale et durera environ 45 minutes. Ils receveront également une injection intraveineuse de virus à activité antibactérienne. Cette injection se fera sans anesthésie à l’aide des cathéters, une fois par jour pendant 15 jours dès J15. Une injection dure en moyenne 5 minutes. Les animaux des groupes traités par antibiotiques, seules ou en association à la phagothérapie (12 animaux), recevront un traitement antibiotique par daptomycine. Cette injection se fera sans anesthésie à l’aide des cathéters, une fois par jour pendant 15 jours dès J15. Une injection dure en moyenne 5 minutes. La chirurgie finale sous anesthésie générale permettra le prélèvement de la prothèse et des tissus biologiques. Elle sera réalisée à J30 sur les 24 animaux, avec une durée attendue de 90 minutes.
Impact sur les animaux
Il existe des complications pendant la chirurgie : risque de saignement par lésion d’un vaisseau, risque de lésion des intestins et risque d'embolisation d'un caillot sanguin. Ces complications sont rares. La cicatrice abdominale est à l’origine de douleurs abdominales qui sont courantes, avec une durée attendue de 7 jours. Elle entraine également le risque d’une perte d’appétit avec retard à la reprise du transit, normalement de courte durée (24-48h). Suite à la chirurgie, il existe un risque de saignement post-opératoire, pouvant être lié à une lésion d’un vaisseau, un risque d'obstruction de vaisseaux des membres postérieurs par un caillot sanguin qui s'embolise. Ces deux évènements sont rares mais peuvent survenir pendant toute la durée de l’étude. Il existe un risque rare d’obstruction (embolisation) d'une des artères destinées aux intestins. Cet effet indésirable survient principalement en post- opératoire immédiat (24-48h). L’étude a pour but de créer une infection de prothèse aortique, ainsi une fièvre est attendue, effet qui peut être ressenti pendant toute la durée du protocole. La fièvre se traduit par une perte d’appétit, un ralentissement dans le comportement du porc à type de fatigue associée à un isolement. Pour chaque étape (chirurgie, prélèvements etc), il existe un stress lié à l’isolement de l'animal de ses congénères pour les manipulations. En post-opératoire immédiat, l’isolement se fait pour une durée de 24 heures, pour permettre le repos/la surveillance rapprochée de l’animal et éviter l'arrachage de points de suture.
Devenir
Il est prévu de mettre à mort les animaux à la fin du projet. Le but de cette mise à mort est de prélever la prothèse vasculaire posée initialement ainsi que les tissus biologiques entourant cette prothèse afin d’effectuer l’analyse bactériologique de la prothèse et des tissus biologiques (prélèvements aortiques au contact de la prothèse). Cela permettra également l’analyse histologique de tissus biologiques afin de comparer les degrés d’infection dans les groupes. Par ailleurs, en accord avec les recommandations des vétérinaires, la mise à mort est nécessaire afin d’éviter des nuisances et souffrances inévitables induites par l’ensemble de la procédure. Le rétablissement de continuité vasculaire par une autre prothèse dans ce contexte sceptique est jugé déraisonnable, étant donné les douleurs post- opératoires attendus et le risque attendu infectieux si l’animal était destiné à être réveillé.
Remplacement
Il n’existe aucune méthode de substitution permettant l’étude d’un traitement infectieux sur une infection bactérienne développé sur une prothèse vasculaire. En effet la prothèse vasculaire doit être dans des conditions d’analyses proches de l’humain, c’est à dire greffé à un tissu organique natif, soumis aux régimes hémodynamiques et sur un terrain susceptible de permettre le développement d’une infection bactérienne in vivo. Une prothèse aortique seule infectée par une culture de Staphylococcus aureus résistant à la méticilline, ex vivo ne reproduirait pas l’effet sur : les tissus périphériques, l’hémodynamique, l’impact sur l’organisme avec les aspects cliniques, et les modifications histologiques artériels. De plus l’objectif est d’évaluer l’efficacité de la phagothérapie au sein d’un organisme vivant et dont la physiologie est proche de l’homme. De nombreuses études ont été faite pour évaluer l’efficacité de la phagothérapie sur des souches bactériennes en cultures in vitro. De nombreuses études d’efficacité in vivo sur des modèles animaux ont permis de montrer l’efficacité de la phagothérapie sur des pathologies spécifiques. Notamment dans le traitement des infections pulmonaire à Pseudonomas aeruginosa chez des souris atteintes de mucoviscidose par phagothérapie, ainsi que dans le traitement d’infection de matériel orthopédique à Staphylocoque doré résistant à la méticilline. Il s'agit de la première étude visant à évaluer l’efficacité de la phagothérapie sur modèle vivant d'infection de prothèse aortique.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés a été rationalisé à partir de résultats obtenus dans le cadre d'études antérieures. Le nombre de 24 animaux a été défini comme le nombre minimum d’animaux à utiliser pour mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés. Le nombre d’animaux « n » nécessaires à l’obtention d’une valeur statistique permettant de conclure à une supériorité de la phagothérapie, a été calculé à l’aide d’un test statistique. Il a été décidé lors de diminuer la sensibilité de notre test, c’est-à-dire la puissance statistique, afin de diminuer le nombre d’animaux utilisés. Le test statique sera utilisé pour comparer les différences des charges bactériennes entre les groupes de traitement et de contrôle. Toutes les analyses statistiques seront effectuées à l'aide du programme statistique. Les choix des groupes expérimentaux et témoins, se sont fait en fonction de modèles expérimentaux préalablement étudiés. Dans les groupes témoins (sans traitement) nécessaires à la réalisation de l’étude, l’effectif a été réduit au strict minimum. Le travail en aveugle pour les injections (le manipulateur ne connait pas le produit qu’il administre, phagothérapie ou antibiothérapie) n’est pas possible, les voies d’administration étant différentes en fonction du traitement. Afin de diminuer le nombre de geste invasif sur l’animal, il ne semblait pas convenable de réaliser des injections placebo. Les analyses des critères infectiologiques, cliniques et biologiques seront effectuées en aveugles.
Raffinement
Une période d’acclimatation de 7 jours minimum est respectée, permettant l’habituation des animaux au contact et à la manipulation par du personnel expérimenté. L’hébergement des animaux est réalisé en groupes sociaux (contact visuel, olfactif, physique) sur litière de copaux. Les porcs sont hébergés globalement 1 par box mais les boxes communiquent entre eux. Les animaux seront 3 par groupes, pour éviter l’isolement. La nourriture est distribuée au sol afin de favoriser le comportement de fouissage ; Le contact est réalisé à minima 3 fois par jour, pour le change de la litière, la distribution de nourriture et d’eau. Les porcs sont ainsi habitués à la présence de l’Homme dans le box/l’environnement et à son contact (tête, dos...). Des morceaux de pommes et des caresses sont distribués comme récompenses. Quotidiennement sont observés la prise alimentaire et de boisson, le comportement de fouissage, l’absence de bagarre, le temps passé couché pendant la phase d’habituation. Ensuite, tout au long du protocole, la présence/absence de ces mêmes comportements sont observés. Sont contrôlés également l’abattement, la position voussée du dos, la réticence au déplacement pouvant indiquer par exemple une douleur abdominale, de la fièvre... Les animaux sont gardés dans une animalerie avec un cycle d’alternance jour/nuit de 12h/12h. Des jouets en plastique fixés au mur ou ballon en plastique au sol sont mis à disposition. Les chirurgies sont réalisées sous anesthésie générale gazeuse avec prémédication incluant anti-inflammatoire et opioïde pour la prise en charge de la douleur. Les animaux sont placés sur tapis chauffant tout au long de la chirurgie. En période post-opératoire, la douleur est prise en charge par des anti-inflammatoires, éventuellement associés à des opioïdes si besoin. Lors de la première chirurgie, un cathéter central sera mis en place pour limiter le nombre de piqûres et de gestes invasifs pour prélèvements sanguins. Les porcs sont surveillés de façon quotidienne au niveau du comportement et de la prise de la température. La surveillance hebdomadaire du poids sera également réalisée. Enfin des points-limites spécifiques et stricts à la fois pendant la procédure chirurgicale et pendant toute la durée du suivi ont été définis et seront appliqués.
Choix des espèces
Le modèle de l’infection de prothèse aortique chez le porc est utilisé dans cette étude. Sur le plan scientifique, c’est l’animal le plus utilisé dans les domaines de la recherche en chirurgie aortique, la majorité des techniques chirurgicales sont expérimentées sur le porc. Les mécanismes d’action, au sein de l’organisme, des produits de cette étude, l’antibiothérapie et la phagothérapie, sont proches de celles de l’homme. Le modèle d’infection de prothèse aortique à Staphylocoque (bactérie étudiée dans cette étude) chez le porc est un modèle qui a été standardisé et utilisé dans de nombreuses études expérimentales. Sur le plan technique, le porc se rapproche le plus de l’homme. En termes d’anatomie vasculaire et d’hémodynamique. La technique chirurgicale, le risque de traumatisme chirurgical et infectieux, sont strictement comparables. Sur le plan éthique, cette espèce est la plus susceptible de survivre à une infection sévère comme les infections de prothèses aortiques. Elle présente une résistance étudiée et connue à la chirurgie aortique, et à ses complications. Nous utiliserons le modèle de l’infection de prothèse aortique chez le porc (30- 35 kg). Ils sont âgés de 10 semaines au début du protocole. Le choix s’est orienté vers des porcs de poids peu élevés, et s’explique de plusieurs manières. En effet cela permet de faciliter la manipulation des animaux, et de diminuer ainsi le stress ressenti. Cela permet également de faciliter la chirurgie, avec des conditions anatomiques plus favorables, et donc un meilleur taux de succès chirurgical. L’injection du traitement sous-scanner est également facilité par le choix de porc de petite taille, afin d’être adapté à la taille de la machine.
Traitement du syndrome gastro-intestinal radio-induit par thérapie cellulaire chez le porc miniature (EU 2/2)
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
Tous mis à mort trente jours après l'irradiation, pour prélever leur intestin et en examiner la réparation, 22 porcs miniatures vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Sevrés depuis peu et pesant cinq à sept kilos, ils subissent une irradiation abdominale sous anesthésie, un prélèvement chirurgical de graisse, huit prises de sang et un transport entre deux établissements. Les symptômes attendus vont des crampes abdominales et des vomissements aux diarrhées hémorragiques et à la fièvre, le porteur indiquant que l'apparition des diarrhées signale des dommages sévères. Il situe le projet dans un contexte d'accident nucléaire ou d'"acte de malveillance" et invoque un "besoin crucial" de traitement d'urgence.
Objectifs
Ce projet se déroule sur 2 établissements. Il a pour objectif de proposer un nouveau traitement par thérapie cellulaire utilisant un produit issu de la graisse en cas de syndrome gastrointestinal (consécutif à une rupture de la barrière intestinale) induit par l’irradiation à la fois pour le militaire ou la population victime lors d’une urgence radiologique, d’un accident nucléaire ou d’un acte de malveillance. Ce traitement est basé sur l’injection d’un produit de thérapie cellulaire la «fraction vasculaire stromale (SVF)» obtenue par digestion de la graisse issue de lipoaspiration. Ce produit est une source riche en cellules de renouvellement, et facile et très rapide d’accès. Actuellement la prise en charge du syndrome gastrointestinal (SGI) ne reste que symptomatique. La rapidité d’apparition des premiers symptômes dépend de la vitesse de renouvellement des cellules constituant les tissus lésés mais aussi de la radiosensibilité des cellules souches. Chez l’homme, les doses supérieures à 6 Gy (Gray, unité de la dose délivrée) sur un large volume d'organes touchés induisent principalement une destruction de la moelle osseuse et des lésions gastro-intestinales, entraînant diarrhée, déshydratation, septicémie, hémorragie intestinale engageant le pronostic vital dans les 10 à 15 jours après l'exposition. Il existe un besoin crucial de mesures thérapeutiques efficaces et rapides pour la gestion du SGI. Il a été démontré que l’injection de la SVF avait un bénéfice thérapeutique objectivé sur plusieurs paramètres (reprise de poids, restauration de la barrière intestinale) et amélioration de la survie chez Ia souris. Ce projet est en synergie avec les nouvelles stratégies en termes de santé, à savoir l’utilisation de produit de thérapie cellulaire à des fins de régénération tissulaire. La SVF d’obtention rapide et ne nécessitant pas de temps de culture cellulaire préalable à son injection est actuellement en essai clinique et est compatible pour le traitement d’urgence dans les 24 heures après l’irradiation. L’objectif de ce projet est de valider l’efficacité thérapeutique de la SVF sur le cochon pour un passage en clinique.
Bénéfices attendus
La preuve de concept a été établie que l’injection de cette thérapie cellulaire chez la souris atteinte de syndrome gastrointestinal améliorait la survie des souris de 80%. Actuellement de nombreux essais cliniques utilisant la SVF sont en cours (osteoartrite, diabète de type 2, maladie de Crohn...). Face à l’enjeu géopolitique (contexte d’accident nucléaire ou acte de malveillance) l’objectif de ce projet est de progresser vers la clinique pour le traitement en urgence du SGI.
Procédures
Sous anesthésie générale, seront réalisés : ->dans l'établissement utilisateur EU 1 : - une prise de sang à J-4 avant irradiation puis à J1, 3, 7, 10, 15, 21, et 30 soit 8 prélèvements (temps de prélèvement entre 5 et 10 min). - une chirurgie de prélèvement de graisse (temps de procédure 20min) suivi de l'injection de SVF (cellules issues de la graisse, 10 min. - des injections d'antibiotiques sont réalisées tous les 3 à 5 jours, au besoin, de préférence lors d'une intervention sous anesthésie générale, ou sur animal vigile. -> dans l'établissement utilisateur EU 2 : - une irradiation, une seule fois pour une durée de 10 min sous anesthésie générale. - un unique examen endoscopique de 30 min, au cours de cette même anesthésie générale.
Impact sur les animaux
Les cellules de la moelle osseuse sont détruites chez l'Homme pour des doses d'irradiation comprises entre 2 et 6 Gy et conduisant à un défaut d'immunité, défaut de production de plaquettes et de globules rouges. Le syndrome gastro-intestinal survient pour des doses supérieures à 6 Gy (corps entier). Les symptômes majoritaires sont des crampes abdominales et des diarrhées ainsi que des nausées et des vomissements. Des céphalées peuvent également apparaître. L’apparition des nausées, de la fatigue, des crampes abdominales, des vomissements est attendue entre 1 et 3 jours après l'irradiation. L’apparition des diarrhées indique des dommages sévères et peuvent engager le pronostic vital. De 1 à 6 semaines après l’exposition, peuvent survenir d’abondantes diarrhées hémorragiques, de la fièvre, des infections ou septicémies.
Devenir
Tous les porcs sont mis à mort à la fin du protocole à J30 post-irradiation pour des prélèvements tissulaires post-mortem d’intestin pour un examen de la réparation intestinale.
Remplacement
Le passage à la clinique nécessite des animaux autres que le modèle rongeur. Il a été montré que la physiopathologie du syndrome gastro-intestinal sur le porc est similaire à celle observée chez l’homme. La production de cellules issues des tissus graisseux (pour la production du traitement cellulaire) en quantité suffisante est un paramètre limitant, le choix s’est porté sur le miniporc qui est un porc de taille réduite permettant l’injection de cellules en concentration compatible avec leur préparation au sein d’un laboratoire de recherche. Le passage de cette étude en clinique nécessite d’utiliser des modèles in vivo. Le remplacement par des modèles in vitro n’est donc pas possible.
Réduction
Pour atteindre la pertinence statistique, les groupes des miniporcs irradiés et traités par la thérapie cellulaire sont classiquement constitués de 6 à 7 individus pour pallier les variabilités inter-individus des animaux et également de la thérapie cellulaire injectée et pour éviter ainsi d’avoir à renouveler plusieurs fois l’expérimentation. Le nombre d’animaux choisi pour ce protocole est nécessaire et suffisant pour exploiter d’un point de vue statistique les résultats obtenus. Les cochons seront leur propre donneur de graisse, étant donné que les injections de SVF ne peuvent se faire qu’en autologue dû à la présence de cellules immunitaires, ce qui limite le nombre de cochon. Des mesures de la numération formule sanguine seront effectuées à J-4 avant l’irradiation afin d’avoir des valeurs sanguines des cochons avant tout traitement.
Raffinement
Les cages d’hébergement seront enrichies en objets (balles en plastique au sol et au mur). Les paramètres d'ambiance dnas les hébergements sont contrôlés. Les animaux seront anesthésiés pour les interventions (irradiation, prélèvements sanguins) et mis à mort selon la réglementation en vigueur. Des points limites sont définis et seront appliqués pour mettre fin dans les délais les plus brefs à toute anomalie, toute douleur, toute souffrance, toute angoisse ou tout dommage durable qui pourraient être évités tout au long des procédures expérimentales. Les animaux seront acclimatés pendant 2 semaines (habituation à la présence et au contact de l’Homme lors du change des boxes, distribution de caresses et de morceaux de pomme), puis transférés dans des cages de transport avec tapis mou, par un transporteur autorisé sous anesthésie générale en voiture climatisée pour la procédure d’irradiation. Les porcs sont surveillés pendant toute la durée du transport (maximum 45 min). Puis ils retournent dans leur hébergement dans les mêmes conditions de transport (temps transport/irradiation estimé à 3 heures). Une surveillance quotidienne pendant toute la durée de l’expérimentation sera effectuée par les techniciens animaliers et basée sur la prise alimentaire, la présence des troubles digestifs (diarrhée), de la posture et du comportement (animal prostré) : - Pesée des animaux toutes les semaines pendant la durée de l’expérimentation - Les signes de douleur/stress sont définis comme une réduction de la consommation alimentaire et/ou la présence de troubles digestifs et déshydratation, modification des signes locomoteurs (prostration, ne pas remuer la queue, manque de curiosité, changement dans le schéma de vocalisation normal au toucher). Si au cours de l’expérience un animal montre des signes caractéristiques de souffrance, il sera retiré de l’expérimentation et mis à mort. Lors des procédures sous anesthésies, les animaux sont suivis par monitoring cardiaque et respiratoire. Afin de palier à tout risque d’infection lié aux prises de sang et moelle osseuse les cochons reçoivent un antibiotique par voie intramusculaire à chaque intervention sur l'animal. De plus afin de palier au risque de vomissements lié à l’irradiation abdominale un médicament anti-vomissement sera donné avant l’irradiation.
Choix des espèces
Le passage à l’étape clinique nécessite des animaux de grande taille. Les signes cliniques du syndrome gastrointestinale sur le porc de taille réduite (de type miniporc) seront ceux observés chez l’homme. De plus le choix s’est porté sur le miniporc qui est un porc de taille réduite permettant l’administration de cellules en concentration compatible avec la capacité de leur production. Les animaux seront pris après sevrage (soit 2 mois post naissance). Etant donné que le nombre de cellules à greffer est fonction du poids de l’animal, il faut donc des animaux le plus jeune possible avec un poids proche de 5-7 kg environ pour pouvoir greffer environ 10 millions de cellules (quantité compatible avec la production à partir du prélèvement de graisse).
Étude de l’hémodynamique cérébrale après une réanimation par circulation extracorporelle par rapport à une réanimation conventionnelle dans un modèle porcin d’arrêt cardiaque
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Comparer deux façons de réanimer un arrêt cardiaque, à l'adrénaline ou par circulation extracorporelle, conduit ici à provoquer un arrêt cardiaque chez 36 porcelets de 30 kilos. Ils sont opérés sous anesthésie générale et tués sans reprise de conscience, la sévérité du modèle interdisant tout réveil. Viennent ensuite la réanimation, quatre heures de surveillance et des prélèvements sanguins répétés, le porteur reconnaissant que des échecs de réanimation sont possibles compte tenu de la difficulté du modèle. Passé trente minutes sans reprise d'une circulation spontanée, ou sous une pression de perfusion de 10 mmHg, la réanimation s'arrête et l'animal est mis à mort.
Objectifs
L’arrêt cardiaque est un enjeu majeur de santé publique, à l’origine de 46 000 décès chaque année en France. La réanimation cardio-pulmonaire d’un arrêt cardiaque repose sur des compressions thoraciques ainsi que l’injection d’un médicament vasopresseur : l’adrénaline. L’utilisation de ce médicament améliore certes la survie globale, mais serait potentiellement responsable d’aggravation des lésions neurologiques induites par l’arrêt cardiaque. Au vu de ces considérations, une autre stratégie de réanimation cardio-pulmonaire a été proposée chez certains patients. Elle consiste au déploiement rapide d’une oxygénation par la circulation extracorporelle (ECMO), permettant de remplacer artificiellement les fonctions cardiaque et pulmonaire. Le recours tardif à cette stratégie de réanimation cardio-pulmonaire extracorporelle a récemment montré une amélioration de la survie avec devenir neurologique favorable en comparaison à une réanimation cardiopulmonaire conventionnelle avec adrénaline. Cependant, l’impact d’une réanimation cardio-pulmonaire extracorporelle précoce sur l’hémodynamique cérébrale n’est pas connu à ce jour et sera donc l’objectif de cette étude. Pour cela, nous utiliserons un modèle porcin d’arrêt cardiaque sévère et nous comparerons les fonctions cérébrales chez des porcs ayant reçu soit une réanimation cardiopulmonaire conventionnelle avec injection d’adrénaline soit avec mise en place d’une circulation extracorporelle.
Bénéfices attendus
Nous évaluerons précisément l’impact sur les paramètres d’hémodynamique cérébrale soit au décours d’une réanimation cardio-pulmonaire conventionnelle avec adrénaline soit avec mise en place d’une circulation extracorporelle. Ainsi, cela permettra de comparer l’impact des effets de l’adrénaline utilisée à l’heure actuelle comme référence de réanimation cardio-pulmonaire face à la circulation extracorporelle, stratégie répandue dans la réanimation cardiopulmonaire tardive.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale et à un arrêt cardio-respiratoire. Des prélèvements sanguins à l'état anesthésié seront réalisés tout le long de la procédure. Les animaux seront mis à mort au terme des 4 heures de suivi après le début réanimation cardio pulmonaire.
Impact sur les animaux
Dans ce projet, les échecs de réanimation sont possibles chez les animaux, compte tenu de la difficulté du modèle. En cas d’absence de reprise de la circulation spontanée au bout de 30 min, la réanimation cardiopulmonaire sera interrompue. La mise à mort sera réalisée dans ce contexte précis.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort en fin de protocole. La sévérité du modèle ne permet pas de réveiller les animaux.
Remplacement
L’arrêt cardiaque induit une dysfonction de plusieurs organes après la réanimation. Le caractère intégratif de l’affection ne permet donc pas de la reproduire in vitro ou in silico (absence de Remplacement possible). L’étude de médicaments ou dispositif permettant de lutter contre ses séquelles doit se faire une vivo, en utilisant des animaux à des fins scientifiques.
Réduction
Le critère de jugement principal sera le débit carotidien, reflet du débit cardiaque. Considérant un débit carotidien de 120±30 ml/mn dans le groupe « réanimation conventionnelle avec adrénaline » et de 170±30 ml/mn dans les deux groupes « réanimation extracorporelle», il faudra un effectif de 8 animaux dans chacun des 3 groupes. Le calcul a été déterminé par une approche statistique. Ce calcul permet d’utiliser le nombre d’animaux le plus faible possible pour conduire le projet présenté. Les valeurs estimées de débit carotidien mentionnées sont issues de travaux antérieurs.
Raffinement
Dès leur arrivée à l’animalerie, les animaux seront hébergés dans des boxes avec des copeaux de bois au sol et enrichissement avec des jouets en plastique. Les animaux seront maintenus sous anesthésie générale, avec administration d’antalgiques puissants, tout au long de la procédure. Si la pression de perfusion artérielle diastolique est inférieure à 10mmHg pendant la réanimation cardiopulmonaire ou en cas de d’absence de reprise de la circulation spontanée au bout de 30 min, la réanimation cardiopulmonaire sera interrompue.
Choix des espèces
Notre choix s’est porté sur l’espèce porcine compte tenu de sa proximité avec l’homme au vu de sa masse corporelle, de son anatomie cardiaque et des valeurs usuelles des paramètres hémodynamiques systémiques et cérébraux. Porcs juvéniles de 30 kg car ce poids est utilisé pour les modèles d'arrêt cardiaque chez le porc.
Formations secteur santé EU1/2
- Formation professionnelle
Cochons : 500
1 700 rats et 500 cochons vont être opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil. Chaque séance dure de six à huit heures, un cochon servant à trois étudiants pour la chirurgie générale et un rat par personne pour la microchirurgie. Ces opérations ne produisent aucune connaissance, elles entraînent des chirurgiens, des médecins, des vétérinaires et des infirmières de bloc, dans une structure qui forme deux à trois mille personnes par an dont un cinquième passe par l'animal. Le porteur revendique le principe de la Haute Autorité de Santé, "jamais la première fois sur le patient", et affirme que certains gestes ne se valident que sur un "organisme entier", tout en indiquant que ses simulateurs ont déjà réduit de 71 % le nombre de cochons utilisés.
Objectifs
Ce projet a pour but d'autoriser l'utilisation d'animaux dans le cadre des la formation des futurs médecins, chirurgiens, vétérinaires, scientifiques et professionnels de santé (infirmières de bloc opératoire). Depuis la création de notre structure de formation, une grande reflexion est menée pour réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés. Ainsi, nous avons développé des modèles ex-vivo (chirurgie cardiaque, ophtalmologie, microchirurgie...) permettant de s'affranchir de l'utilisation d'animaux vivants. Nous nous sommes dotés également d'une vingtaine de simulateurs numériques dans presque toutes les spécialités chirurgicales dans le but aussi de réduire le nombre d'animaux. Néanmoins, l'utilisation d'un organisme vivant qui reproduit au plus juste les sensations, la compléxité et le stress du bloc opératoire est encore nécessaire dans certaines circonstances. L'HAS (Haute Autorité de Santé) a dicté le principe éthique qui régit notre activité : "jamais la première fois sur le patient". Ainsi afin de former au mieux les chirurgiens, médecins, vétérinaires ou paramédicaux (infirmières), nous utilisons des modèles porcins ou murins qui permettent aux aprenants de réaliser des gestes complexes qui ne sont pas modélisés sur simulateurs. Ce projet se déroule dans 2 établissements utilisateurs (EU2 hébergeur et EU1 chirurgie)
Bénéfices attendus
En médecine comme dans d’autres professions, le risque d’erreur augmente avec le manque d’expérience. La simulation représente un outil pédagogique efficace permettant aux professionnels de santé d’acquérir de l’expérience sans risque pour le patient, et ainsi de respecter l’impératif éthique rappelé par la HAS : « Jamais la première fois sur le patient ». Elle peut être utilisée à la fois en formation initiale, afin de permettre aux jeunes et aux futurs professionnels d’acquérir de l’expérience, et lors d'une formation continue pour des professionnels plus expérimentés qui souhaiteraient remettre à niveau certaines compétences ou techniques utilisant une technologies nouvelle. Elle peut être également ciblée, y compris dans le cadre de procédures techniques, sur le travail en équipe (exemple : chirurgien et infirmier de bloc opératoire). Les preuves de l’efficacité de la simulation comme outil permettant d’acquérir de l’expérience en médecine sont nombreuses. Cette expérience acquise permet à son tour de réduire le risque d’erreur et d’événements indésirables chez les patients. Quelques exemples : en chirurgie, l’apprentissage sur simulateur a montré son efficacité quant à la diminution du risque de complications postopératoires et de durée d’hospitalisation lors des interventions par laparoscopie pour hernie inguinale. Les cholécystectomies par laparoscopie sont aussi associées à moins d’erreurs et à un meilleur respect des tissus durant l’opération si l’opérateur a été formé sur simulateur. En ophtalmologie, un enseignement structuré comprenant de la simulation permet de réduire les complications postopératoires faisant suite à une chirurgie de la cataracte. Enfin, le risque de pneumothorax secondaire à une ponction pleurale est réduit lorsque l’opérateur a été préalablement formé sur simulateur.
Procédures
Induction de l'anesthésie par injection en intra musculaire de l'anesthésiant (durée 2 minutes dans l'EU2). Procédures chirurgicales diverses en fonction de la spécialité enseignée (durée : 6 à 8h dans l'EU1).
Impact sur les animaux
Stress du au changement d'hébergement entre l'éleveur et l'animalerie (1 semaine de stabulation). Douleur et stress à l'induction de l'anesthésie due à la piqure (durée 5 minutes).
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort car les multiples opérations de chirurgie subies ne permettent pas la survie de l'animal.
Remplacement
Il existe des méthodes de simulation chirurgicale permettant de remplacer les animaux destinés aux formations. Nous avons pris en compte cette approche en disposant et en nous équipant de nombreux simulateurs. Cependant, un certain nombre de gestes ne peuvent être acquis et validés que sur un modèle opératoire proche de la clinique. La réalisation d’opération sur des animaux anesthésiés permet la visualisation in situ de la qualité des interventions et les complications sur l’organisme entier. En fin de parcours pédagogique seulement et pour les spécialités où pédagogiquement cela apporte une plus-value, les étudiants/stagiaires peuvent appliquer ces procédures sur l’animal afin d'appréhender l'opération avec tout la complexité d'un organisme entier. Par exemple, La réalisation de techniques microchirurgicales s’effectue d’abord sur des prothèses en silicone pour acquérir les 1ers gestes de microchirurgie puis sur animaux anesthésiés ce qui permet la visualisation in situ de la qualité des sutures (étanchéité, perfusion, fuite, coagulation,…). Le modèle porcin permet l'application de techniques chirurgicales complexes et le perfectionnement du personnel dans de très nombreuses spécialtités telles que la chirurgie cardiaque, la chirurgie thoracique, la chirurgie vasculaire, la chirurgie digestive, la chirurgie urologique, la chirurgie gynécologique, la chirurgie pédiatrique, la chirurgie orthopédique et la neurochirurgie. La microchirurgie, qui est la réalisation sous microscope de surtures vasculaires et nerveuses, est une spécialisation complémentaire qui sera enseignée sur modèle murin (rat). Afin de réduire au maximum l'utilisation des animaux, le nombre est défini selon le nombre d’étudiants. L’enseignement sera de bonne qualité avec 1 modèle porcin pour 3 étudiants pour la chirurgie générale, et 1 rat/personne dans le cadre d'une formation spécifique microchirurgie.
Réduction
Les formations proposées doivent permettre aux apprenants (personnel médical et paramédical : chirurgiens, médecins, infirmières, internes en chirurgie, vétérinaires et scientifiques) d’acquérir la pratique des différentes techniques chirurgicales (acquisition d’une gestuelle sûre et précise, augmentation de la rapidité de réalisation des opérations en clinique) et une utilisation efficace du matériel de chirurgie, de microchirurgie, de chirurgie robotique et du bloc opératoire en général. Dans un but de reduction, les enseignements pratiques sont tout d’abord dispensés : 1- sur simulateurs numériques qui reproduisent virtuellement une partie des opérations chirurgicales de différentes spécialités, afin d’initier l’apprentissage des gestes de base 2- sur pièces artificielles (peau artificielle, tubes silicone...), et 3-sur pièces anatomiques (coeurs, pieds de cochons, vessies, reins, colons, yeux issus de la boucherie ou prélevés sur des animaux en fin d'expérimentation) ce qui permet de réduire considérablement le nombre d'animaux. Par exemple, depuis l'acquisition des simulateurs, le nombre de cochons utilisés pour la formation a été réduit de 71%. L’enseignement sera de bonne qualité avec 1 cochon pour 3 étudiants pour la chirurgie en générale, et 1 rat/séance/étudiant pour la microchirurgie. Nous formons 2000 à 3000 personnes par an mais seulement 20% réalisent des gestes sur animal.
Raffinement
Les différentes espèces sont hébergées en groupe et avec un enrichissement adapté : pour les rats : tunnels et buchettes, pour les cochons : balles et mordillos. Nous avons mis en place des points limites suffisamment prédictifs afin déviter toute souffrance de l'animal. Toutes les opérations chirurgicales sont réalisées sous anesthésie générale avec prise en charge de la douleur par administration d'un traitement antalgique en continu sans reprise de conscience avant leur euthanasie en fin de séance.
Choix des espèces
Nous travaillons avec des cochons : 3-6 mois pour avoir des animaux entre 30 et 50kg pour une similitude au niveau anatomique, hémodynamique et physiologiques par rapport à l'homme mais aussi avec des rats : 8-11 semaines selon la souche pour avoir des animaux d'environ 350g pour une similitude anatomique des vaisseaux et des nerfs en terme de taille comparable à l'homme (chirurgie de la main, chirurgie maxillo faciale, chirurgie ophtalmologique).
Caractérisation des émissions respiratoires de porcs infectés par un virus Influenza A
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système respiratoire
Six porcs de cinq semaines reçoivent un virus grippal directement dans la trachée, pour que soit mesuré ce qu'ils exhalent, dans l'intérêt déclaré de la filière porcine et de la santé humaine. Ils subissent ensuite six écouvillonnages nasaux et cent prélèvements d'air, deux par jour et par animal, tous sur animaux vigiles, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L'infection provoque une fièvre de quatre jours, une baisse d'appétit, de la toux et des difficultés respiratoires. Tous sont tués pour prélèvement de tissus, et le porteur reconnaît qu'un générateur d'aérosols pourrait produire des particules virales, mais écrit qu'il "ne reproduit pas totalement" l'excrétion naturelle.
Objectifs
Le projet vise à produire des connaissances sur les émissions respiratoires de porcs infectés par un virus Influenza A. Les épidémies provoquées par ces virus transmissibles par voie aéroportée ont des impacts économiques et sanitaires importants pour la filière porcine et sont aussi des enjeux de santé humaine. Le protocole expérimental proposé dans ce projet a pour objectif de caractériser l’excrétion du virus dans les émissions respiratoires des porcs infectés. La charge virale présente dans ces émissions sera évaluée. La distribution de la taille des particules ainsi que la composition biologique et biochimique des aérosols qui transportent cette charge virale seront décrites. Des collectes d’air exhalé, grâce à un banc de prélèvement, seront effectuées sur un lot de 6 porcs. Des analyses physico-chimiques, bactériologiques et virologiques seront effectuées sur ces prélèvements. Conjointement, des écouvillons nasaux et leur analyse virologique permettront de suivre l’infection virale chez les animaux. La phase de collecte se déroulera sur la première semaine post-inoculation, période où l'excrétion virale est maximale.
Bénéfices attendus
Le projet vise à documenter les modalités de diffusion d’un virus influenza porcin, en caractérisant la charge virale dans l’air exhalé ainsi que la taille et la composition des microgouttelettes respiratoires porteuses de virus. Les résultats du projet contribueront à plusieurs aspects. D'une part, il s'agira de mieux évaluer et modéliser les risques d’exposition animale/humaine en cas de foyer détecté dans un élevage. D'autre part, les résultats permettront de proposer des contre-mesures environnementales efficientes pour limiter la propagation du pathogène (ex : adaptation des stratégies de traitement de l’air, préconisations organisationnelles dans les activités, etc.).
Procédures
Les animaux seront soumis à un challenge viral par voie trachéale : acte réalisé en moins d’une minute. Les animaux seront également soumis à 6 prélèvements nasaux par écouvillonnage : acte réalisé en moins d'une minute. Enfin, les émissions respiratoires des porcs seront prélevées à l'aide d'un banc de collecte : 10 minutes de prélèvement en continu pour la collecte de l’ensemble des exhalaisons des porcs auxquelles s'ajoutent 10 autres minutes pour la collecte en continu des aérosols. Au total, 100 prélèvements d'émissions respiratoires seront effectués au cours de cette procédure expérimentale, à savoir 2 prélèvements d'émissions respiratoires par porc par jour de collecte. Ces procédures seront réalisées sur animal vigile.
Impact sur les animaux
L’infection par un virus Influenza A porcin provoque une hyperthermie ne persistant guère plus de 4 jours ainsi qu’une baisse de l'appétit et des troubles respiratoires très modérés (dyspnée, toux, et éternuements) au cours de la première semaine post-inoculation. Aucune symptomatologie sévère n’est attendue lors de cette procédure.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure. Des prélèvements de tissus (pour recherche virologique) sont prévus à la fin de la procédure, la mise à mort des animaux est donc indispensable.
Remplacement
Une alternative non animale disponible tiendrait à l’aérosolisation du virus influenza avec un générateur d’aérosols. Toutefois, cette technique physique ne reproduit pas totalement le processus naturel d’excrétion et d’aérosolisation qui se produit au niveau de l’organisme de l’animal. Le projet ayant pour objectifs d’étudier la composition physique et biologique des aérosols exhalés par des animaux infectés et de la mettre en relation avec la charge microbiologique, l’utilisation d’une technique produisant des aérosols de manière artificielle et pouvant modifier les caractéristiques des émissions respiratoires n’est pas envisageable. L’expérimentation consistant en la génération naturelle d’aérosols par les animaux, il n'y a aucune possibilité de remplacement du modèle animal.
Réduction
Le dispositif expérimental, qui repose sur un total de 6 porcs inoculés, a été pensé de manière à minimiser le nombre de porcs utilisés tout en garantissant la fiabilité des résultats. De plus, des études antérieures ont montré la nécessité de regrouper a minima 3 prélèvements individuels pour optimiser la sensibilité analytique et maintenir des conditions de manipulation animale efficace. En limitant la manipulation à 10 min par animal, nous optimisons la qualité de l’échantillonnage des émissions respiratoires tout en minimisant le temps de contention des animaux. Cela nécessite en revanche de cumuler les échantillonnages pour détecter les particules virales dans les exhalaisons pour améliorer la sensibilité analytique. Ainsi, l’expérimentation sur un premier groupe de 3 animaux permettra de constituer un jeu de données initial, et une répétition sur un second groupe de 3 porcs permettra d’étudier la répétabilité de la mesure. L'objectif du projet étant de produire des connaissances sur les émissions respiratoires de porcs infectés par un virus Influenza A porcin, le dispositif expérimental ne comporte pas de lots d'animaux Témoin et les données ne feront l'objet d'aucune analyse statistique du type Cas/Témoin.
Raffinement
Les animaux seront élevés en groupes stables au cours de toute la durée du projet. Ils seront alimentés à volonté et auront accès à discrétion à de l’eau. Le confort thermique des animaux sera assuré par des lampes chauffantes et des plaques de couchage dans les jours qui suivent le sevrage. Ils auront accès à des jouets. Après chaque prélèvement, une récompense type grenadine sera distribuée aux animaux. Une attention particulière sera apportée au suivi clinique de chaque animal au quotidien pendant toute la durée de la procédure expérimentale. En cas d’atteinte d’un des points limites, les animaux seront mis à mort.
Choix des espèces
Le porc est l’espèce cible du virus Influenza A porcin. Il est donc la seule espèce adaptée aux objectifs et aux conditions de cette procédure. Les porcs seront inoculés par un virus Influenza A porcin à 5 semaines d'âge conformément au modèle d'infection appliqué par notre Laboratoire dans le cadre d'expérimentation impliquant ce contaminant.