Cochons
Étude pilote de la pathogénicité rénale d’anticorps humain sur un modèle porcin.
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles immunitaires
Une perte de 20 % du poids en 72 heures, une protéinurie supérieure à 3 g/L ou une immobilité totale de plus de 24 heures, avec un risque d'escarres, déclenchent la mise à mort des porcs de ce projet. 6 minipigs adultes de 24 à 30 mois vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chacun subit d'abord l'ablation d'un rein, "pour optimiser l'action des anticorps sur le rein restant", puis reçoit en 70 jours six injections d'anticorps humains destinées à provoquer une maladie rénale, avec des prises de sang et d'urine deux fois par semaine, sous anesthésie à chaque intervention. Le but est de reproduire chez le porc une atteinte rénale observée chez des patients atteints d'une maladie auto-immune des nerfs, après une première étude sur le hamster où les injections d'anticorps n'ont provoqué aucun signe clinique.
Objectifs
La polyneuropathie démyélinisante chronique (PIDC) est une maladie auto-immune du système nerveux. Plusieurs cibles des anticorps dirigés contre soi ont été découvertes, parmi lesquelles des protéines présentes sur les neurones. La survenue concomitante chez certains patients d’une maladie neurologique et d'une maladie auto-immune du rein, pouvant aller jusqu’à la perte totale de la fonction rénale, est connue de longue date. Ces deux maladies (neurologique et rénal) concomitantes ont souvent été décrites, mais leur lien n'a jamais été établi. L’objectif principal de cette étude pilote est de confirmer, sur un modèle porcin, l'implication des anticorps auto-immuns dans cette maladie rénale en reproduisant la maladie chez le porc. De plus, il s'agit d’analyser les dysfonctionnements aux niveaux clinique et tissulaire provoqués par ces anticorps, afin de mieux connaître cette maladie et d'améliorer ensuite le diagnostic et les traitements chez l'homme.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de confirmer le caractère pathogène des anticorps dirigés contre certaines protéines dans le développement d’une atteinte rénale. Nous espérons démontrer que l’injection des anticorps induit des modifications biochimiques (protéinurie, élévation de la créatininémie) et histologiques (dépôts dans les glomérules) chez le porc, conduisant au développement d’une maladie rénale. Ce travail de recherche ouvrira de nouvelles perspectives dans le dépistage de l'atteinte rénale de cette maladie et sur la prise en charge thérapeutique.
Procédures
Les animaux seront impliqués dans une seule procédure qui se déroulera en plusieurs étapes sur une durée de 70 jours. Des injections d'anticorps dans la circulation sanguine des animaux auront lieu 6 fois au cours des 70 jours pour induire une maladie rénale. Des prélèvements sanguins et urinaires auront également lieu deux fois par semaine jusqu'à la fin de l'étude. Les injections et les prélèvements réalisés deux fois par semaine ne dureront pas plus de 10 minutes. Les animaux seront anesthésiés pour chaque intervention afin d'éviter la douleur et diminuer leur angoisse. L'un des deux reins des animaux sera retiré en début d’expérimentation pour optimiser l’action des anticorps sur le rein restant. Cette chirurgie ne durera pas plus d'une heure et sera réalisée sous anesthésie générale avec une gestion rigoureuse de la douleur.
Impact sur les animaux
Pour les porcs ayant reçu des injections d'anticorps, des nuisances liées à l'apparition d'une maladie rénale et/ou neurologique peuvent apparaitre. Cependant, grâce à notre expérience clinique acquise auprès des patients présentant cette symptomatologie et dans le but de préserver le bien-être des animaux, nous avons prévu de mettre en place des critères d’interruption des interventions expérimentales basées sur des paramètres mesurables non invasifs. Une perte de poids de 20 % par rapport au poids des 72h précédentes, une protéinurie glomérulaire supérieur à 3g/L, ou une détérioration de l’état général de l’animal avec immobilité totale de plus de 24h (risque d'escarres) seront des critères d’euthanasie.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en fin de procédure. Les animaux ne pouront pas être réutilisés, replacés ou adoptés puisque leurs organes sont nécessaires à l'étude de la pathogénicité des anticorps.
Remplacement
L’objectif principal de cette étude est de démontrer que l’injection d'anticorps humains induit chez le minipig des modifications biochimiques quantifiables (protéinurie, majoration de la créatinémie et baisse de l’albuminémie) similaires à celles observées chez l’homme et conduit à une maladie rénale histologique. Les modèles in vitro ne permettent pas de prendre en compte l’atteinte de différentes structures du rein ni des autres organes. Cette étude ne peut pas se limiter à une approche cellulaire in vitro ou à d'autres alternatives. Le modèle minipig a été choisi car la validation in vitro de la capacité des anticorps humains à reconnaître la protéine ciblée sur des tissus nerveux et rénaux s'est avérée concluante sur ces animaux.
Réduction
Le modèle de minipig visant à recréer une maladie rénale avec des injections d'anticorps étant unique, il est difficile de prévoir quels seront les changements sur les différents paramètres cliniques et anatomopathologiques testés. Le nombre d’animaux a été réduit à 3 animaux par groupe, soit 6 animaux au total, pour la réalisation de cette étude pilote. C’est un test de faisabilité visant à induire cliniquement une maladie rénale avec des anticorps sur un minimum d’animaux.
Raffinement
Nous attachons une grande importance aux conditions d’hébergement et à la qualité de vie des animaux. Ainsi, une période d'acclimatation d'une semaine sera mise en place à l’arrivée des animaux. Ils seront hébergés en groupe afin de limiter leur stress. Une zone de repos couverte de litière, permettant de s'allonger tous ensemble et de répondre à leur comportement de fouissement, leur sera accessible. De plus, ils auront des jouets suspendus à mordiller. Lors des phases d'injections de substances et de prélèvements, une anesthésie courte sera réalisée afin de prévenir la souffrance et l’angoisse de l’animal. Pour l'opération chirurgicale, une anesthésie générale et une gestion rigoureuse de la douleur seront mises en place. Nous avons prévu de mettre en place des critères d’interruption des interventions expérimentales basés sur des paramètres mesurables non invasifs. Une perte de poids importante, une baisse de la fonction rénale, une infection ou une détérioration de l’état général de l’animal avec immobilité seront des critères d’interruption.
Choix des espèces
Nous avons préalablement recherché in vitro la présence de la protéine cible dans les reins des animaux utilisés en routine dans les animaleries : souris, rats, lapins et cochons d’Inde, mais aucun d’entre eux ne l'exprime. Seuls le hamster et le porc expriment cette protéine dans leurs reins. Une première étude pilote a déjà été réalisée sur le hamster. Celle-ci a montré une absence de signes cliniques pathologiques suite aux injections d’anticorps, probablement due à la faible concentration de cette protéine dans les reins de ces animaux, contrairement à l’Homme et au Porc. Notre choix s'est donc ensuite porté sur le modèle porcin, car il est plus représentatif de l'Homme. Nous travaillerons sur des minipigs car cela permettra d'avoir des animaux adultes (24-30 mois) afin de correspondre à l'âge des patients humains souffrant de maladies neurologiques et rénales simultanément.
Enseignement pratique de la biopsie pulmonaire mini-invasive robot-assistée (EU 2/2)
- Enseignement supérieur
320 cochons vont être utilisés, opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil, dans des procédures classées sans réveil. Chaque animal subit une intervention de huit heures avec pose de quatre drains thoraciques et injection de six à huit fausses tumeurs, pour former des praticiens à la biopsie pulmonaire robot-assistée. Le porteur reconnaît qu'un modèle de remplacement à partir de poumons de porcs de boucherie est en développement, mais dit continuer d'utiliser des animaux vivants faute de disponibilité. Il justifie la mise à mort par le fait qu'il ne serait pas éthique de garder en vie des animaux porteurs de pseudotumeurs pulmonaires.
Objectifs
Le cancer est l’une des principales causes de mortalité dans le monde, à l’origine de près de 10 millions de décès en 2020, soit presque un décès sur six. Cette même année, le cancer du poumon a enregistré 2,21 millions de cas. Un robot a été développé afin d’améliorer la prise en charge de patients atteints de cancer du poumon. Il permet d’assister le chirurgien pour la réalisation de biopsies (prélèvement d'un fragment de tissu ou d'organe pour l’analyse au microscope) de façon mini-invasive par système endoluminal, c’est-à-dire en passant par les voies naturelles (arbre bronchique). Cette technologie innovante permet ainsi d’obtenir des échantillons même lorsque les nodules cancéreux sont petits et situés dans le poumon périphérique, relativement difficile d’accès. La procédure robot-assistée sera conduite sous tutorat sur un modèle animal présentant des pseudotumeurs (fausses tumeurs implantées sous anesthésie générale le jour de la formation et représentées en 3D dans le système robotisé).
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de former plus de 600 médecins, pneumologues, chirurgiens et leurs assistants, à pratiquer des biopsies pulmonaires par abord chirurgical mini-invasif robot-assisté chez des patients atteints de cancer du poumon.
Procédures
Les animaux sont anesthésiés pendant toute la procédure qui dure 8 heures et inclut une injection intramusculaire pour la sédation, la pose de 4 drains thoraciques, 6 à 8 injections percutanées de petites biotumeurs de la taille d'un pois chiche, des examens scanners non invasifs et la réalisation de biopsies pulmonaires.
Impact sur les animaux
Les nuisances et effets indésirables éventuels pour les animaux sont liés aux actes suivants : -Anesthésie : injection intra-musculaire, pose de cathéter à la veine auriculaire, risque d’hyperthermie maligne, risque de défaillance cardiorespiratoire -Injection pulmonaire : réaction inflammatoire, saignement, pneumothorax
Devenir
L’ensemble des animaux sera mis à mort en fin d’étude car il ne serait pas éthique de garder en vie des animaux présentant des pseudotumeurs pulmonaires.
Remplacement
Les premières phases de formation se déroulent sur des modèles alternatifs (simulation virtuelle, modèle en plastique, sujet anatomique). Mais il reste nécessaire d’évoluer sur un modèle vivant vascularisé, avec mouvements cardio respiratoires, pour former au mieux les chirurgiens aux conditions réelles. La possibilité de développer un modèle ex vivo utilisant des poumons de porcs issus de la filière bouchère est à l’étude. Des prototypes sont en cours de développement mais des difficultés sont encore à résoudre, notamment pour expédier en Europe les modèles fabriqués aux USA. Nous les utiliserons dès qu’ils seront disponibles, ce qui peut encore prendre des mois voire des années. Période pendant laquelle nous nous devons de continuer à former le personnel médical pour améliorer la prise en charge et la qualité du diagnostic pour les patients atteints de cancer.
Réduction
Cette formation robotique s’adresse à un chirurgien et à son aide (Infirmière de bloc opératoire IBOD ou chirurgien). 1 seul animal est utilisé par équipe de deux personnes.
Raffinement
Les cochons sont acclimatés et hébergés en groupe sociaux dans de larges box enrichis de jeux à mâcher et de balles, avec des conditions d’ambiances contrôlées et une musique d’ambiance douce. Ils sont douchés quotidiennement à l’eau tiède et un programme de familiarisation basé sur la distribution de récompenses facilite les interactions avec les soigneurs. Les animaux sont anesthésiés pour le transfert d’une salle opératoire à l’autre, et pour toutes les procédures, avec une gestion de la douleur sous contrôle vétérinaire. Des points limites sont définis pour arrêter la procédure en cas de souffrance.
Choix des espèces
Des porcs charcutiers d’environ 70kg (soit 5- 6 mois d’âge) seront utilisés, leur anatomie pulmonaire est comparable à celle de l’humain et le diamètre de leurs bronches permet le passage de la sonde flexible du robot de biopsie.
Enseignement pratique de la biopsie pulmonaire mini-invasive robot-assistée (EU1/2)
- Formation professionnelle
320 cochons vont être utilisés, opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil, dans des procédures classées sans réveil. Chaque animal subit une intervention de huit heures avec pose de quatre drains thoraciques et six à huit injections de fausses tumeurs, pour entraîner des médecins à la biopsie pulmonaire robot-assistée. Le porteur reconnaît développer un modèle de remplacement à partir de poumons de porcs issus de la filière bouchère, mais indique continuer d'utiliser des animaux vivants en attendant. Il présente la formation de plus de six cents praticiens comme le bénéfice attendu, sans production de connaissances.
Objectifs
Le cancer est l’une des principales causes de mortalité dans le monde, à l’origine de près de 10 millions de décès en 2020, soit presque un décès sur six. Cette même année, le cancer du poumon a enregistré 2,21 millions de cas. Un robot a été développé afin d’améliorer la prise en charge de patients atteints de cancer du poumon. Il permet d’assister le chirurgien pour la réalisation de biopsies (prélèvement d'un fragment de tissu ou d'organe pour l’analyse au microscope) de façon mini-invasive par système endoluminal, c’est-à-dire en passant par les voies naturelles (arbre bronchique). Cette technologie innovante permet ainsi d’obtenir des échantillons même lorsque les nodules cancéreux sont petits et situés dans le poumon périphérique, relativement difficile d’accès. La procédure robot-assistée sera conduite sous tutorat sur un modèle animal présentant des pseudotumeurs (fausses tumeurs implantées sous anesthésie générale le jour de la formation et représentées en 3D dans le système robotisé).
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de former plus de 600 médecins, pneumologues, chirurgiens et leurs assistants, à pratiquer des biopsies pulmonaires par abord chirurgical mini-invasif robot-assisté chez des patients atteints de cancer du poumon.
Procédures
Les animaux sont anesthésiés pendant toute la procédure qui dure 8 heures et inclut une injection intramusculaire pour la sédation, la pose de 4 drains thoraciques, 6 à 8 injections percutanées de petites biotumeurs de la taille d'un pois chiche, des examens scanners non invasifs et la réalisation de biopsies pulmonaires.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables pour les animaux sont liés aux actes suivants : - Anesthésie : injection intra-musculaire, pose de cathéter à la veine auriculaire, risque d’hyperthermie maligne, risque de défaillance cardiorespiratoire - Injection pulmonaire : réaction inflammatoire, saignement, pneumothorax
Devenir
L’ensemble des animaux sera mis à mort en fin d’étude car il ne serait pas éthique de garder en vie des animaux présentant des pseudotumeurs pulmonaires.
Remplacement
Les premières phases de formation se déroulent sur des modèles alternatifs (simulation virtuelle, modèle en plastique, sujet anatomique). Mais il reste nécessaire d’évoluer sur un modèle vivant vascularisé, avec mouvements cardio respiratoires, pour former au mieux les chirurgiens aux conditions réelles. La possibilité de développer un modèle ex vivo utilisant des poumons de porcs issus de la filière bouchère est à l’étude. Des prototypes sont en cours de développement mais des difficultés sont encore à résoudre, notamment pour expédier en Europe les modèles fabriqués aux USA. Nous les utiliserons dès qu’ils seront disponibles, ce qui peut encore prendre des mois voire des années. Période pendant laquelle nous nous devons de continuer à former le personnel médical pour améliorer la prise en charge et la qualité du diagnostic pour les patients atteints de cancer.
Réduction
Cette formation robotique s’adresse à un chirurgien et à son aide (Infirmière de bloc opératoire IBOD ou chirurgien). 1 seul animal est utilisé pour former une équipe de deux personnes.
Raffinement
Les cochons sont acclimatés en groupe sociaux dans de larges box enrichis de jeux à mâcher et de balles, avec des conditions d’ambiances contrôlées et une musique d’ambiance douce. Ils sont douchés quotidiennement à l’eau tiède et un programme de familiarisation basé sur la distribution de récompenses facilite les interactions avec les soigneurs. Les animaux sont anesthésiés pour le transfert d’une salle opératoire à l’autre, et pour toutes les procédures, avec une gestion de la douleur sous contrôle vétérinaire. Des points limites sont définis pour arrêter la procédure en cas de souffrance.
Choix des espèces
Des porcs charcutiers d’environ 70kg (soit 5- 6 mois d’âge) seront utilisés, leur anatomie pulmonaire est comparable à celle de l’humain et le diamètre de leurs bronches permet le passage de la sonde flexible du robot de biopsie
Impact de deux solutions de cardioplegie sur la fonction cardiaque chez un modèle porcin d’ischémie-reperfusion EU2/2
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
20 cochons vont être utilisés, opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil, dans des procédures classées sans réveil. Chaque animal subit une intervention cardiaque de deux heures, avec arrêt volontaire du cœur et pose d'une circulation extra-corporelle, pour comparer deux solutions de protection du cœur déjà commercialisées. Le porteur indique qu'aucune étude n'a encore comparé ces deux solutions sur un cœur en ischémie-reperfusion et conclut qu'une étude sur animal entier est "nécessaire". Les bénéfices attendus se limitent à déterminer laquelle des deux solutions préserve le mieux les cellules cardiaques.
Objectifs
L’objectif de cette étude est de comparer deux solutions de protection cardiaque (cardioplégie) chez un modèle porcin d’ischémie-reperfusion (arrêt volontaire du coeur pour permettre une opération chirurgicale puis reperfusion) pour mieux comprendre les pathologies sous-jacentes et développer des nouvelles approches de cardioprotection notamment dans la chirurgie cardiaque mini-invasive. Ce projet se déroulera dans 2 établissements utilisateurs, 2 demandes d'autorisation de projet ont été déposées conjointement.
Bénéfices attendus
A notre connaissance, il n’existe pas d’étude comparant les 2 solutions de cardioplégie disponibles sur le marché sur un cœur en ischémie-reperfusion. L’objectif de cette étude est de déterminer si une des 2 solutions est plus efficace sur la viabilité des cellules cardiaques.
Procédures
Les animaux auront tout d'abord une injection d'un calmant afin de réduire le stress dû à la manipulation (durée 2 minutes) dans l'établissement untilisateur n°1 puis une perfusion intraveineuse sera posée afin de permettre une anesthésie générale (2minutes). A partir de ce moment, les animaux seront sous anesthésie profonde et subiront une intervention chirurgicale qui durera 2h (opérations dans l'établissement n°2)
Impact sur les animaux
Nuisances attendues sur les animaux : stress durant le transport et l'hébergement, douleur lors de l'installation de l'animal (piqure). Effets secondaires possibles : perte de sang lors de la pose de la circulation extra-corporelle (CEC).
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à la fin de la procédure pour prélèvement en vue de l'étude histologique qui suivra.
Remplacement
La place de cette approche thérapeutique n'a jamais été évaluée. Une vraie étude comparative est nécessaire. Des manipulations cellulaires sont possibles pour explorer les mécanismes sous-jacents des effets protecteurs des deux cardioplégies. Néanmoins, cela n'aurait pas évité la partie in vivo sur animal maiselle ne pourrait concernée qu'un seul type cellulaire ne représentent pas la pléiotropie des cardioplégies. De plus, il n'y a pas de modèle existant d'ischémie-reperfusion cellulaires. Le modèle d’ischémie-reperfusion ne peut donc être effectué que sur un organisme dans son entier avec un impact sur les différentes fonctions.
Réduction
Modèle déjà en place dans notre structure permettant de réduire le nombre d’animaux à étudier, personnel formé à l’étude et la manipulation du modèle porcin. Le nombre d'animaux a été déterminé comme le nombre minimum d'animaux nécessaire afin d'obtenir des données statistiquements exploitables. La mise en place des appareillage (canules...) sera réalisée par des chirurgiens cardiaques expérimentés.
Raffinement
Les animaux seront hébergés par groupes (au minimum 2 animaux) afin de limiter l’angoisse et le stress des animaux. Le milieu est enrichi avec des jouets adaptés (balles...). Une période de quarantaine d’au moins huit jours avant l’entrée des animaux dans le protocole est respectée permettant leur stabilisation physiologique et comportementale en réduisant le stress. Les animaux sont mis à jeun le jour de l’expérimentation et les cochons seront prémédiqués par l’injection intra-musculaire d’un produit anesthésique aux propriétés calmantes avec un produit psychotrope aux propriétés antidouleur. Les cochons seront ensuite sous anesthésie profonde pendant tout le protocole d'étude et avec un antidouleur en perfusion continue. Le cochon sera scopé en permanence, permettant de surveiller en continu la fréquence cardiaque, la fréquence respiratoire et la pression artérielle. Toute modification de ces paramètres entrainera une adaptation immédiate des médicaments afin d’assurer le confort de l’animal.
Choix des espèces
Le modèle animal de cochon (animal d’un poids entre 50 et 60 kgs, de morphologie cardiaque mature et avec un poids suffisant pour une cardioplégie) est utilisé pour sa similitude avérée, en termes d’anatomie cardiaque et d’hémodynamique, avec les processus physiologiques rencontrés en clinique. Le choix d’un modèle sur gros animal s’impose pour pouvoir implanter la CEC, nécessaire à notre projet. De plus, ce modèle est déjà connu de nos équipes.
Etude de faisabilité et de sécurité d’un dispositif endoscopique délivrant du plasma froid atmosphérique chez le cochon
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système respiratoire
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
40 porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures menées sous anesthésie ou impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une bronchoscopie et une exploration des voies biliaires de deux heures pour y appliquer un plasma froid, susceptible de provoquer lésions et brûlures superficielles des muqueuses. Le projet teste la faisabilité et la sécurité d'un dispositif médical endoscopique antitumoral avant un éventuel usage clinique. Le porteur affirme qu'il n'existe pas de modèle in vitro ou in silico et retient le porc pour son système aérodigestif proche de celui de l'humain.
Objectifs
Tester un dispositif pour traiter localement par voie endoscopique des tumeurs des bronches et des voies biliaires, 2 tumeurs difficiles à traiter en raison de leur localisation, grâce à une technique utilisant le plasma froid atmosphérique, qui est un gaz ionisé utilisé comme agent antitumoral. L’équipe a une grande expertise dans ce domaine puisqu’elle a déjà mené plusieurs travaux dans ce domaine. Nous souhaitons passer maintenant à l’évaluation en temps réel de notre dispositif.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont que le plasma soit délivré en toute sécurité (absence de lésions électriques et de brûlures) dans les voies biliaires et dans les bronches sans induire d'effets délétères sur les tissus sains. Ce projet a pour but de valider la faisabilité et la sécurité d’un dispositif endoscopique à plasma qui est la promesse d'une nouvelle alternative aux approches conventionnelles comme la chirurgie ou la chimiothérapie pour le traitement des cancers des voies biliaires et du poumon chez l’Homme.
Procédures
Au cours de ce projet les animaux seront soumis à différents gestes techniques liés à une endoscopie, dans les poumons (bronchoscopie) et les voies biliaires (duodénoscopie) afin d’appliquer le plasma froid atmosphérique dans ces cavités. Pour cela, les animaux seront anesthésiés, et une endoscopie des poumons et des voies biliaires sera réalisée par des experts cliniciens. Ces interventions seront réalisées au nombre de 40, pour une durée de 2 heures (installation dans la salle d'examen, administration de la sédation, réalisation de l'examen, réveil).
Impact sur les animaux
perforation digestive ou pulmonaire
Devenir
L’ensemble des animaux impliqués dans ce projet (n=40) seront mis à mort à la fin de la période de maintien prévu ou plus tôt en cas d’atteinte de points limites afin de réaliser les différents prélèvements nécessaires aux analyses ultérieures.
Remplacement
Dans la mise en œuvre de ce projet, le remplacement n’est pas possible car il vise à tester un dispositif médical qui est un endoscope au sein d’un organisme vivant complexe. Il n’y a pas de modèles in vitro ou in silico. Le porc possède l’avantage d’avoir un système aérodigestif (poumon, foie et canaux biliaires) proches de celui de l'homme en termes de taille et de caractéristiques physiologiques et anatomiques. En outre, il existe de nombreuses similitudes morphologiques entre les poumons porcins et humains, tous deux étant fortement lobulés, avec des lobules pulmonaires bien définis et délimités par des cloisons interlobulaires. Le recours à l'expérimentation animale chez le cochon constitue un prérequis avant la réalisation d’essais cliniques chez l’Homme. Dans les procédures 1 et 2 un même porc servira pour tester les 2 dispositifs médicaux (bronchoscope et duodénoscope).
Réduction
Nous limitons au maximum le nombre d’animaux en testant sur un même animal l’endoscope à plasma dans les voies biliaires puis dans les bronches. A cause des variabilités inter-animales et intergroupes, un nombre trop restreint d’animaux engendrerait des résultats trop variables et non valides. Compte tenu des données de la littérature (variabilité attendue) et des effets espérés, un test de puissance statistique a été utilisé pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaire pour cette étude. Les procédures expérimentales ont été affinées pour éviter l'utilisation inutile de porc. Un nombre de 10 porcs par groupe est prévu afin de pouvoir réaliser des statistiques. Un total de 40 porcs sera nécessaire pour la mise en œuvre de ce projet. Nous adapterons chaque test statistique en fonction du type de résultats et d’analyse à effectuer.
Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures ont été mise au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress (anesthésie, analgésie, etc.). Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum ; le milieu est enrichi). Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive (point limite) et des soins adaptés (anesthésie, analgésie, etc.). Le vétérinaire réfèrent du Laboratoire effectue une surveillance hebdomadaire ainsi qu’à la demande des zootechniciens si besoin. Durant les périodes post-opératoires immédiates, le suivi des animaux est quotidien à l’aide d’une grille de suivi des points limites définis a priori (alimentation, perte de poids, dyspnée, douleur) Les animaux auront un traitement antalgique adapté. En cas de signes externes de souffrance (perte de poids, cachexie, prostration, fièvre) ou de dyspnée persistante pendant plus de 24h, les animaux seront mis à mort. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum ; le milieu est enrichi). Les animaux sont mis en boxe commun dès que les conditions optimums nous le permettent.
Choix des espèces
Justification de l’espèce : Nous travaillons avec des porcs car le foie et les canaux biliaires des porcs sont proches de ceux du corps humain en termes de taille et de caractéristiques physiologiques et anatomiques. Le tube digestif (œsophage, estomac) est également similaire, ce qui permet l’utilisation du même matériel que chez l’homme (utilisation d’un duodénoscope). De plus, des similitudes morphologiques existent entre les poumons porcins et humains, tous deux étant fortement lobulés, avec des lobules pulmonaires bien définis et délimités par des septums interlobulaires, et car ces animaux constituent des modèles validés par les cliniciens pour la manipulation d’endoscopes. Description du ou des modèle(s) : Nous utiliserons des porcs commerciaux mâles ou femelles d’environ 45-55 kg, fournis par un éleveur agrée. Les porcs opérés seront âgés de 6 à 8 semaines pesant environ 45 kgs à ce stade.
Enseignement de nouvelles approches thérapeutiques en chirurgie des pathologies biliopancréatiques par echoendoscopie interventionnelle
- Formation professionnelle
230 porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, opérés puis tués sans réveil de l'anesthésie parce que les dommages de la formation ne permettent pas leur survie. Chaque animal reçoit d'abord la pose endoscopique de clips créant une obstruction biliaire, puis subit le jour de la formation une chirurgie abdominale et des gestes écho-endoscopiques pendant huit heures. Le projet vise à former plus de quatre cents professionnels de santé, pas à produire des connaissances. Le porteur reconnaît l'existence de simulateurs alternatifs mais affirme leur "réalisme limité" au-delà d'un certain niveau d'expertise.
Objectifs
Le but du projet est de former les médecins à l’utilisation de l’echo-endoscopie (EUS) dans le traitement des pathologies pancréatiques et biliaires. Plus de 120 000 interventions par EUS sont réalisées annuellement en France, en complément ou remplacement de méthodes chirurgicales plus invasives. Les indications de traitements par EUS (TEUS) se développent rapidement et font désormais partie de la pratique clinique standard pour soigner les patients souffrant de diverses affections abdominales. Cependant, ces interventions nécessitent des compétences dans différents domaines, comme l'analyse des images échographique et la manipulation d'endoscopes flexibles. Elles sont techniquement difficiles et connues pour leur apprentissage ardu, nécessitant un nombre conséquent d’heures de formation pour atteindre l'autonomie. Dans un rapport de 2012, la Haute autorité de santé (HAS) posait un principe éthique fondamental : "jamais la première fois sur un patient", et reconnaissait que la simulation et la pratique expérimentale étaient nécessaires pour l'acquisition, l'amélioration et le perfectionnement des compétences. Notre institut organise ainsi nombre de formations médicales en proposant des fantômes et des modèles ex vivo pour améliorer l'apprentissage. Mais, à partir d’un certain niveau d’expertise, en particulier pour les formations aux TEUS, objet de ce projet, ces modèles offrent un réalisme limité. Nous avons développé un modèle éducatif in vivo dans le respect des 3R. Nos formations s’adressent à des chirurgiens-gastroentérologues-endoscopistes experts et leurs assistant.e.s, médecins et infirmières, qui souhaitent maitriser les techniques d’EUS interventionnelle, incluant le drainage des collections péri gastriques et le drainage de la vésicule et des voies biliaires intra et extra hépatiques.
Bénéfices attendus
Nous ambitionnons de former plus de 400 professionnels de santé (chirurgiens, endoscopistes, infirmières) à l’écho-endoscopie afin de les rendre autonomes sur des procédures complexes qui leur permettront de traiter des patients atteints de pathologies abdominales comme les cancers du pancréas et leurs complications : croissance tumorale progressive entraînant une obstruction des voies biliaires ou gastriques, des métastases hépatiques, des néoplasmes papillaires mucineux intraductaux, insulinomes, gastrinomes.
Procédures
Les animaux seront soumis à une endoscopie de 20 minutes sous anesthésie générale pour la pose de clips sur la papille duodénale (obstruction du canal biliaire). Le jour de la formation, il sont réanesthésiés, soumis à une chirurgie abdominale et à des procédures echo-endoscopiques sur une durée de 8h.
Impact sur les animaux
De notre expérience du modèle, nous n'avons pas objectivé de nuisances chez les animaux au réveil de l’endoscopie. De principe, l’anesthésie et la gastroscopie pourraient entrainer les effets indésirables suivants : - hyperthermie maligne (rare), nausées, désorientation, hypothermie, irritation trachéale - ballonnements, crampes intestinales, ictère, vomissements (non observé). Les autres nuisances sont couvertes par l’anesthésie et l’analgésie.
Devenir
A l’issue de la procédure, les animaux sont euthanasiés sans réveil de l’anesthésie générale car les dommages occasionnés au cours de la formation ne permettent pas d'envisager leur survie.
Remplacement
Des modèles éducatifs alternatifs à l’animal ont été mis au point pour l’apprentissage de certains gestes EUS. Il s’agit de blocs viscéraux fabriqués sur mesure ou fournis par un prestataire. Mais, à partir d’un certain niveau d’expertise, ces modèles n’offrent qu’un réalisme limité quand il s’agit de mimer des saignements, les mouvements circulatoires et respiratoires, la relation anatomique des organes entre eux, la texture des tissus et leur réaction mécanique lors d’une intervention. Le modèle animal devient alors pertinent et essentiel avant d’intervenir sur le patient en sécurité.
Réduction
Toutes les pistes de réduction du nombre d’animaux nécessaires ont été explorées et mises en application: -Amélioration du modèle en augmentant le nombre de procédures par animal et amélioration du taux de reussite du clippage biliaire -Chaque animal est utilisé au cours d’une séance par deux à trois intervenants -Limitation du nombre de sessions par an
Raffinement
Les porcs sont hébergés en groupe sociaux dans de larges box enrichis de jeux à mâcher et de balles, ils sont douchés quotidiennement à l’eau tiède et reçoivent une alimentation adaptée à leurs besoins physiologiques. Les conditions d’ambiances sont contrôlées. De la musique est diffusée. en journée Une période d’acclimatation leur permet de s’habituer à leur environnement et au personnel soignant qui met en place un programme de familiarisation basé sur la distribution de récompenses. Les animaux sont anesthésiés pour toutes les procédures avec une gestion multimodale de la douleur. La pose de clips par voie endoscopique (mini-invasif) a été optimisée en réduisant le temps d’intervention (et donc la durée de l’anesthésie) à 20 minutes, facilitant ainsi le réveil des animaux qui peuvent être remis en groupe et nourris le jour même. Une videosurveillance 24h/24 permet un suivi visuel des comportements en animalerie et une intervention rapide du vétérinaire en cas d’anomalie. Une grille d’évaluation de la douleur est établie avec la conduite à tenir en cas de complications. Des points limites sont définis pour arrêter la procédure en cas de souffrance. Avant le début du cours, les apprenants sont sensibilisés à l’éthique animale et aux précautions à prendre avec les modèles.
Choix des espèces
Les modèles porcins ont été validés et acceptés par la communauté scientifique comme un modèle réaliste pour améliorer la formation en chirurgie. Le porc est l’espèce de choix pour les approches abdominales en raison de sa grande taille et de ses similitudes anatomiques (monogastrique) avec l'homme. Il permet de simuler fidèlement des interventions chirurgicales dans les mêmes conditions que chez le patient (taille des instruments, voies d’abord, ergonomie, orientation et rapports anatomiques…). Afin d’être comparables en taille l'anatomie viscérale humaine, les porcs charcutiers sont utilisés jeunes, de 3 à 5 mois, lorsqu’ils ont atteint un poids compris entre 40 et 55 kg.
Pharmacocinétique de trois antibiotiques chez le porc lors de l’administration sous forme d’organogels
- Recherche appliquée
- Maladies animales
27 porcelets vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit des antibiotiques par voie orale puis intraveineuse et subit jusqu'à trente prises de sang, maintenu sur le dos dans une gouttière, pour comparer la pharmacocinétique de trois molécules administrées sous forme d'organogels. Le porteur indique que les animaux ne pourront pas retourner dans le circuit de consommation, les formulations testées n'ayant pas d'autorisation de mise sur le marché. Le projet vise l'élevage porcin et la réduction de la charge de travail des éleveurs autant qu'un objectif sanitaire.
Objectifs
Actuellement, les antibiotiques sont administrés en élevage de porcs soit via des administrations intramusculaires, soit via un traitement par l'eau de boisson. Les administrations intramusculaires permettent un traitement individualisé avec un contrôle de la dose administrée, mais elles ne permettent pas un traitement rapide d'un grand lot d'animaux. A l'inverse, les traitements via l'eau de boisson permettent de traiter un grand nombre d'animaux très rapidement. Cependant, à cause de la faible solubilité et/ou stabilité de certains antibiotiques dans l'eau, et à cause de la variabilité dans le comportement d'abreuvement des porcs, la dose est peu contrôlée. Cela peut alors conduire à une surexposition ou à une sous-exposition de certains animaux, et à l'émergence de résistances aux antibiotiques. Un des objectifs du projet PigPills est de mettre au point une nouvelle formulation d'antibiotiques (organogels) qui permettrait une administration rapide des traitements à un grand nombre d'animaux par voie orale tout en contrôlant la dose administrée à chaque porc. Pour ce projet, trois antibiotiques ont été selectionnés : l'amoxicilline, la tylosine et la tilmicosine. Ils font partie des antibiotiques les plus utilisés en élevage de porcs en post-sevrage et permettent de cibler des antibiotiques peu (amoxicilline) ou assez (tylosine, tilmicosine) solubles et/ou stables dans l'eau, ainsi qu'avec des caractéristiques pharmacocinétiques a priori différentes (temps de demi-vie d'élimination très court pour l'amoxicilline et très long pour la tilmicosine). Pour répondre aux objectifs du projet et déterminer s'il est possible d'utiliser nos organogels pour traiter efficacement les porcs, il est nécessaire tout d’abord de comparer les concentrations sanguines obtenues lors de l’administration de ces organogels, d’une administration par voie orale dans de l’eau (pour mimer les administrations via l’eau de boisson) ou sous forme de poudre sans dispersion dans l'organogel (voie orale de référence). Une administration intraveineuse sera également réalisée pour l'amoxicilline et la tylosine pour comparer cette voie de référence aux voies orales. L'administration intraveineuse ne sera pas faite pour la tilmicosine car elle est létale chez le porc.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de proposer une solution alternative aux traitements antibiotiques via l'eau de boisson en élevage de porcs. Le fait d'utiliser les organogels (qui pourront être distribués individuellement et automatiquement aux porcs lorsqu'ils sont détectés au niveau du distributeur d'aliment) permettra de distribuer une dose contrôlée aux porcs, indépendamment du comportement d'abreuvement et en réduisant la charge de travail pour l'éleveur (en comparaison des traitements par voie intramusculaire). Le bénéfice final sera une réduction de la sous-exposition des animaux, un des facteurs de l'émergence de résistances aux antibiotiques en élevage. Ce bénéfice servira autant les animaux (augmentation de l'efficacité du traitement antibiotique) que l'Homme (diminution de la résistance aux antibiotiques au niveau de produits de consommation humaine et diminution du transfert de résistances à l'Homme).
Procédures
1. Administration par voie orale, trois fois, maximum 1 min; 2. Administration intraveineuse pour 18 animaux / 27, une fois, entre 1 et 5 min après sédation par administration intramusculaire d'anesthésiques (30 sec-1 min pour l'intramsuculaire); 3. Contention des animaux sur le dos dans une grouttière, à chaque prise de sang, au maximum entre 30 sec-1min entre contention et prise de sang; 4. Prises de sang, entre 8 et 10/semaine avec 1 à 2 semaines de pause, soit au maximum 30 prises de sang sur la totalité du projet, au maximum 30 sec-1min entre contention et réalisation de la prise de sang; 5. Mise à mort après sédation.
Impact sur les animaux
Les traitements antibiotiques administrés par voie orale sont des formulations utilisées en élevage par voie orale. Il n'y aura pas d'effet indésirable pour les porcs et ces administrations sont des interventions de très courte durée non douloureuses. Pour ce qui est des administrations intraveineuses, nous avons déjà administré l'amoxicilline à des porcs sans noter d'effet indésirable. Nous n'avons cependant pas d'information pour la tylosine, cette molécule sera donc administrée sous forme d'une intraveineuse lente, comme ce qui est prévu dans la formulation vétérinaire pour les bovins, afin de réduire le risque d'effets indésirables. La nuisance induite par les administrations intraveineuses sera réduite à une douleur modérée et de courte durée car elle sera précédée d'une sédation (administration intramusculaire et pose de cathéter sous sédation afin de réduire le stress et la douleur des animaux et de réduire le temps de pose du cathéter (animal qui ne bouge pas, pas de perte de sang par sursaut de l'animal lors de la pose, ...)). Nous ne prélèverons pas plus de 8.2 % du volume sanguin au maximum sur 4 semaines au minimum, les prises de sang engendrant une douleur modérée de courte durée.
Devenir
Les porcs seront mis à mort à la fin du projet. Il n'est en effet pas de possible de prévoir leur retour dans le circuit de consommation humaine du fait des administrations des organogels et des intraveineuses (formulations non vétérinaires, sans autorisation de mise sur le marché).
Remplacement
Il n'est pas possible de se passer d'animaux pour ce projet car le devenir d'un médicament dans un organisme (pharmacocinétique) n'est pas prévisible par des études in vitro compte-tenu de la complexité des mécanismes (absorption, métabolisme hépatique, diffusion tissulaire, élimination rénale...).
Réduction
Il n'est pas possible d'administrer les trois antibiotiques sur les mêmes porcs car il serait nécessaire de faire un trop grand nombre de prises de sang par animal. De plus, cela nécessiterait de garder les animaux pendant 14 semaines pour réaliser 3 à 4 administrations * 3 antibiotiques avec 1 à 2 semaines de pause entre chaque cinétique. La très rapide croissance des porcs ne permettrait pas d'extrapoler les données aux porcelets en post-sevrage qui sont ciblés par le projet. Le nombre d'animaux nécessaire pour observer une différence sur le devenir des antibiotiques après administration par voie orale avec les différentes formulations a été déterminé par un test de puissance à partir de données préliminaires obtenues sur un des antibiotiques, l'amoxicilline. Pour réduire ce nombre, pour chaque antibiotique, les administrations seront faites selon un plan en cross-over 3x3 (les porcs reçoivent les traitements séquentiellement dans un ordre différent) afin de n'utiliser que 9 porcs par lot au lieu de 21 porcs minimum si un plan en parralèle (les porcs reçoivent tous les mêmes traitements en même temps) était utilisé.
Raffinement
Les porcs seront hébergés en groupe et nourris à volonté. Les boxs de chaque lot seront équipés de balles à mâcher suspendues à des chaînes en inox et de ballons. Les animaux seront observés au moins une fois par jour, y compris les weekend et les jours fériés. Pour limiter leur stress et faciliter les administrations par voie orale (favoriser la prise spontanée et se passer d'un gavage), iIs seront entrainés à la manipulation avant la réalisation du projet. Ils recevront alors du sirop de cassis comme récompense via des seringues pour mimer les traitements dans l'eau et des chamallows comme récompense pour mimer les traitements solides. La nouvelle formulation développée sera appétente pour faciliter la prise par les animaux. Les manipulations réalisées sur les animaux ne devraient pas engendrées de douleur ou stress majeur pour l'animal mais des points limites ont été fixés pour permettre le traitement des animaux en cas de réaction allergique aux traitements ou de formation d'un hématome lors des prises de sang. La mise en place des traitements sera décidée conjointement entre le responsable de l'expérimentation et le vétérinaire référent de l'Etablissement Utilisateur.
Choix des espèces
Le porc est l'espèce cible pour laquelle nous souhaitons améliorer les traitements antibiotiques en élevage. Porcelets (mâles et femelles) en post-sevrage car c'est le stade de développement ciblé pour les traitement antibiotiques en élevage.
Reprise de la production des cellules sanguines après irradiation chez le porc Miniature (EU1/2)
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
36 cochons miniatures vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils sont soumis à une irradiation totale du corps sous anesthésie, à onze prises de sang jugulaire, à des prélèvements de moelle osseuse et à l'injection de cellules souches d'origine humaine, sous immunosuppresseurs administrés pendant plusieurs semaines. Le porteur situe ce projet dans la mise au point d'un traitement du syndrome aigu d'irradiation pour les militaires en opération ou les victimes d'accident nucléaire, et prévoit la mise à mort à J90 pour localiser les cellules greffées. Il affirme que le passage à la clinique "nécessite" des animaux de grande taille et que la physiopathologie du miniporc est proche de celle de l'humain.
Objectifs
Ce projet a pour objectif de proposer un nouveau traitement du syndrome aigu d’irradiation (SAI), pour le militaire en opération ou la population victime lors d’une urgence radiologique, d’un accident nucléaire ou un acte de malveillance. Il est basé sur une technologie permettant de produire des cellules souches hématopoïétiques (CSH) obtenue à partir de cellules souches reprogrammées issues de cellules humaines. Ces cellules d’origine humaine sont nommées hiPSC et ont commencé à révolutionner les pratiques médicales. Le traitement en urgence de population nécessite de disposer de produits cellulaires pouvant être congelés, décongelés et injectés rapidement et permettant de traiter un groupe important d’individu. Ces banques de cellules souches dites « médicament » permettront de produire des cellules souches de différents types pour traiter les victimes. Des hiPSC issues de donneurs « universels » sont déjà disponibles. Le projet a pour ambition de démontrer que cette stratégie d’utilisation des hiPSC est la réponse thérapeutique au traitement en masse du syndrome aigu d’irradiation. Ce projet est en synergie avec les nouvelles stratégies internationales en termes de santé et de médecine régénérative, à savoir la constitution de banques d’hiPSC de grade clinique (à savoir excellente viabilité et absence d’anomalie chromosomique) et la dérivation de produits cellulaires de qualité. L’objectif est la validation après la destruction des cellules de la moelle osseuse par l’irradiation de la reprise de l’hématopoïèse chez le cochon par une injection de cellules souches humaines hématopoïétiques issues d’hiPSC. Ce projet permettra de démontrer l’efficacité d’un greffon provenant iPSC sans induire de toxicité aigüe et chronique.
Bénéfices attendus
La preuve de concept de la possibilité de générer un tissu sanguin fonctionnel (l’ensemble des cellules du sang) à long terme à partir d’un tout nouveau type cellulaire appelé « hiPSC » a été établie chez le petit animal. Cette nouvelle technologie permet de produire les cellules à l’origine de la production du sang. Le traitement en urgence de populations nécessite de disposer de produits congelables afin de traiter un groupe d’individus. Des banques de cellules souches obtenues à partir d’hiPSC de grade clinique permettront de produire des cellules souches de différents types pour traiter les victimes. Des hiPSC issues de donneurs « universels » sont déjà disponibles et transposable à une échelle industrielle. L’objectif de ce projet est de progresser vers les essais cliniques par la reconstitution hématopoïétique lors d’un syndrome hématopoïétique. Pour le passage en clinique, nous sommes dans l’obligation d’utiliser des modèles in vivo, plus particulièrement des animaux de grande taille et dont la physio-pathologie du SAI est proche de l’homme. La validation de la reprise d’hématopoïèse humaine xénogénique chez le cochon par une greffe de cellules souches hématopoïétique issues hiPSC et également de la sous population de cellules triée à partir de ces hiPSC (la sous population à capacité de reconstituer l’hématopoïèse) permettra de démontrer l’efficacité d’un greffon provenant iPSC sans induire de toxicité aigüe et chronique. Le bénéfice de ce projet est de progresser vers les essais cliniques par la reconstitution hématopoïétique lors d’un syndrome hématopoïétique chez l’homme.
Procédures
Une prise de sang sera effectuée à J-4 et J0 avant l’irradiation et à J3, 7, 10, 35 ,38, 45, 52, 59 et 90 sous anesthésie générale pour un prélèvement à la veine jugulaire de 5ml (temps de prélévement entre 5 et 10 min). A J45 et J90, au cours de cette même anesthésie et associée à une anesthésie locale, sont également prélevés 5 mL de moelle osseuse dans l'humérus (2 min). Les procédures d’irradiation sont réalisées en une seule fois pour une durée de 5 min sous masque et isoflurane après une anesthésie générale. Les injections de cellules sont effectuées en une seule fois sous anesthésie à la veine de l’oreille par un système de perfusion et sous monitoring cardiaque et respiratoire, la durée de l’injection étant de 10 min. Pour éviter tout rejet des cellules humaines les animaux sont traités par des immunosuppresseurs (une première molécule 1 fois par jour de J-3 à J30 soit 34 administrations orales, une deuxième molécule de J-3 à J60 soit 64 administrations par voie orale, une 3ième moécule de J-3 à J60 soit 64 administrations par voie orale, toutes en prise spontanée dans la nourriture), et une injection unique intra-musculaire d'une 4ième molécule. 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 soit maximum 11injections intra-musculaires.
Impact sur les animaux
Selon la littérature, ce syndrome est caractérisé par une diminution du nombre de globules blancs dans les 48h premières heures suivie d’une remontée puis de nouveau une chute des neutrophiles de 10 à 22 jours et d’une diminution des plaquettes (avec le taux le plus bas atteint entre 9-17 jours, sur une durée de 2 semaines et récupération à 3-4 semaines et complète à 2 mois post-irradiation). Une chute des globules rouges est notée à J14. La récupération à des valeurs proches de la normalité des cellules du sang se situe à 6 semaines. Aucune perte de poids n’est attendue suite à l’irradiation à faible dose. La survenu transitoire de quelques pétéchies entre J10 et J14 post-irradiation est observée chez quelques animaux. Afin de palier à tout risque d’infection lié aux prises de sang et moelle osseuse les cochons reçoivent un antibiotique du Shotapen à 0,1ml/kg (association de streptomycine et de pénicilline d’une durée d'action de 3 à 5 jours) par voie intramusculaire à chaque intervention sur l'animal si espacée de 72 heures minimum (à l'occasion de prises de sang notamment).
Devenir
Tous les porcs sont mis à mort à la fin du protocole à J90 post-irradiation pour des prélèvements tissulaires post-mortem de poumon, foie, rate, thymus, amygdale, os, intestin afin de localiser la présence des cellules humains greffées.
Remplacement
Le passage à la clinique nécessite des animaux de grande taille. Il a été montré que la physiopathologie du syndrome hématopoïétique sur le porc de taille réduite (de type miniporc) est similaire à celle observée chez l’homme. De plus étant donné que la production de cellules souches reprogrammées et issues de cellules humaines adultes différenciées (hiPSC) en quantité importante 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 production.
Réduction
Pour obtenir des valeurs statistiques, les groupes des miniporcs irradiés et traités par les cellules souches sont classiquement constitués de 8 individus pour pallier les variabilités inter-individus des animaux et également du greffon injecté 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.
Raffinement
Dans le contexte du bien-être animal, les cages d’hébergement seront enrichies en objets (balles) favorisant le bien-être de l’animal. Les animaux disposent d’espace d’hébergement adapté pour 5 cochons de 5 à 10 kg. De plus, le raffinement est renforcé par le fait que ces animaux seront anesthésiés pour toutes interventions (irradiation, prélèvements sanguins) et mise 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 ou à toute douleur, toute souffrance, toute angoisse ou tous dommages durables constatés qui pourraient être évités tout au long des procédures expérimentales. Les animaux seront acclimatés pendant 2 semaines. Le transport des animaux au site d’irradiation sera effectué par le véhicule climatisé dédié à ce transport. Pour la procédure d’irradiation les animaux sont anesthésiés et surveillés pendant la durée de l’irradiation, ainsi que pendant la phase de réveil. Une surveillance quotidienne pendant toute la durée de l’expérimentation sera effectuée par les techniciens animaliers compétents et basée sur la prise alimentaire, la présence des troubles digestifs (diarrhée transitoire), de la posture et du comportement (animal prostré) : - Pesée des animaux au début de l’étude, puis 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 troubles digestifs et déshydratation, modification des signes locomoteurs (prostration, ne pas remuer la queue, manque de curiosité normale, changement dans le schéma de vocalisation normal au toucher). Une grille de score sera établie pour chaque animal. Si au cours de l’expérience un animal montre des signes caractéristiques de souffrance, il sera retiré de l’expérimentation et une mise à mort compassionnelle sera éffectuée selon les méthodes approuvées en limitant le plus possible la douleur, la souffrance et l'angoisse des cochons, par une personne compétente de l'établissement hébergeur.
Choix des espèces
Le passage à l’étape clinique nécessite des animaux de grande taille. Il a été montré que la physiopathologie du syndrome hématopoïétique sur le porc de taille réduite (de type miniporc) est similaire à celle observée chez l’homme. De plus étant donné que la production de cellules hiPSC en quantité importante est un paramètre limitant, le choix s’est porté sur le miniporc de 8 semaines qui est un porc de taille et de poids réduite permettant l’administration de cellules en concentration compatible avec leur production limitée à l’heure actuelle. Les porcs seront des femelles afin d’éviter des conflits et donc risques de blessure, qui sont plus fréquents chez les mâles. Le risque de blessure doit être absolument évité chez ces animaux qui auront un système immunitaire et de coagulation affaibli après irradiation et par conséquent un risque de mortalité augmenté.
Etude comparative de la pathogénicité de 3 souches françaises de virus du Syndrome Dysgénésique et Respiratoire Porcin (SDRP) récemment isolées en France
- Recherche appliquée
- Maladies animales
30 cochons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Répartis en cinq lots, ils sont inoculés par voie nasale avec trois nouvelles souches du virus du syndrome dysgénésique et respiratoire porcin ou une souche de référence, puis subissent quatorze écouvillonnages nasaux et prises de sang. Le porteur indique attendre une fièvre transitoire et une baisse d'appétit, peut-être des troubles respiratoires, et prévoit la mise à mort de tous les animaux pour un examen des lésions. Il affirme que le modèle in vitro sur macrophages ne suffit pas et que le recours au porc reste "obligatoire" pour évaluer la pathogénicité des souches.
Objectifs
Le Syndrome Dysgénésique et Respiratoire Porcin (SDRP) est une maladie virale spécifique des porcins. L’infection par le virus du SDRP (SDRPV) induit des troubles de la reproduction chez les femelles gestantes, et des problèmes respiratoires et des retards de croissance chez les porcelets qui s’accompagnent d’une dégradation du bien-être des animaux. En raison de sa capacité à réduire les défenses immunitaires de son hôte, ce virus favorise les co-infections virales et bactériennes au niveau respiratoire chez les porcs en croissance. Ainsi, les animaux des élevages infectés par le SDRPV sont plus souvent malades et consomment plus d’antibiotiques. La lutte contre le SDRP en élevage fait appel essentiellement à la vaccination à l’aide de vaccins vivants qui ont démontré leur efficacité pour limiter les troubles de la reproduction et respiratoires. Cependant, sur le terrain, des difficultés à contrôler la transmission virale à l’aide de ces vaccins sont souvent rencontrées. Ainsi, depuis plusieurs années, des recherches sont menées pour évaluer les modes de propagation des souches SDRPV présentes dans les élevages de porcs et cherche à identifier les facteurs qui pourraient diminuer l’efficacité vaccinale. Pour cela, un modèle expérimental d’infection de porcelets exempts d’organismes pathogènes spécifiés (EOPS) a été développé mais la souche de référence utilisée induit très peu de clinique chez ces animaux : aucun symptome respiratoire, peu de fièvre et quelques retards de croissance individuels, qu’on ne retrouve pas toujours à l’échelle du groupe. De même, à l'autopsie, des lésions pulmonaires sont rarement observées. Ceci constitue une limite du modèle, réduisant la démonstration d’efficacité vaccinale aux seuls paramètres virologiques. C’est pourquoi l’objectif de cette étude est d’évaluer, chez des porcelets EOPS, l'infection par 3 souches de SDRPV plus récentes, en comparaison de celle par la souche de référence habituelle, afin d’identifier une nouvelle souche permettant de faire évoluer le modèle vers une manifestation de la maladie plus marquée.
Bénéfices attendus
Si au moins une des 3 nouvelles souches de SDRPV évaluées dans ce projet permet d’observer davantage de signes cliniques et/ou une multiplication virale plus importante qu’avec la souche de référence, les résultats de cette étude nous permettront de la remplacer dans le modèle d’infection SDRPV. Celui-ci deviendrait alors plus pertinent pour évaluer l'efficacité des vaccins.
Procédures
Les animaux (n total = 30) recevront à J0 par voie intranasale du SDRPV (4 lots de 6 porcs : « SDRPV A », « SDRPV B », « SDRPV C » et « SDRPV REF ») ou du milieu de culture (lot Témoin) ; une inoculation intranasale prend moins de 30 secondes par animal. Les animaux (n total = 30) seront soumis à 14 écouvillonnages nasaux et prises de sang sur animal vigile ; ces prélèvements ne durent que quelques secondes.
Impact sur les animaux
L’inoculation de la souche de référence de SDRPV par voie intranasale induit un stress pour l’animal au moment de l’inoculation mais peu de signes cliniques apparaissent par la suite, se résumant généralement à une fièvre transitoire et modérée accompagnée d’une légère baisse d’appétit. Avec les nouvelles souches, il serait possible d’observer ces signes de façon un peu plus marquée, éventuellement accompagnés de quelques troubles respiratoires. Selon la gravité des symptômes, un suivi rapproché des animaux sera mis en place.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure afin d’évaluer la présence de lésions induites par l’infection des différentes souches de SDRPV et de quantifier le virus présent dans différents tissus prélevés lors de l’examen nécroscopique.
Remplacement
Le modèle d’infection in vitro des macrophages alvéolaires porcins par le SDRPV peut permettre de comparer les cinétiques de réplication de différentes souches virales. Ainsi la vitesse de multiplication d’une souche in vitro peut présenter un lien avec son niveau de virulence. Néanmoins, pour évaluer la pathogénicité des souches de virus du SDRP, le recours au modèle porc reste obligatoire.
Réduction
Afin de réduire le nombre de groupes et donc d’animaux à utiliser, une étude préliminaire in vitro de comparaison des cinétiques de réplication (sur macrophages alvéolaires porcins) a été réalisée pour 5 nouvelles souches en parallèle de la souche de référence. Cette étude permettra de pré-sélectionner les 3 souches avec les cinétiques de réplication les plus rapides qui seront évaluées in vivo. Pour répondre aux objectifs de l’étude in vivo, il est nécessaire d’inclure 5 lots d’animaux, 3 lots inoculés par chacune des 3 souches SDRPV à évaluer, 1 lot témoin positif, inoculé avec la souche SDRPV de référence, qui sera notre base de comparaison, et 1 lot témoin négatif, inoculé avec du milieu de culture. Tous les lots comporteront 6 animaux chacun de façon à avoir des données statistiques fiables.
Raffinement
Chaque lot sera logé dans une animalerie différente contenant 2 parcs hébergeant chacun 3 porcs. 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. Enfin, les porcs auront à leur disposition des matériaux manipulables qui seront renouvelés au cours de l’expérimentation. 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. Si les animaux manifestent des signes cliniques graves (atteinte d’un point limite), ils seront mis à mort après concertation avec les personnes responsables de la mise en œuvre du projet.
Choix des espèces
Le porc est l’espèce cible du SDRPV Les animaux seront sevrés à 4 semaines d’âge et inoculés à 6 semaines d’âge. Cet âge correspond à la période de post-sevrage, à un moment transitoire où le système immunitaire devient mature, période propice aux infections SDRPV.
Projet d’innovation dans la Fermeture de Foramen Ovale Perméable par le biais de dispositifs médicaux sans métal, sur le modèle porcin
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
36 cochons vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Chacun subit une chirurgie cardiaque de deux à trois heures pour l'implantation d'un dispositif de fermeture du foramen ovale sans métal, puis est mis à mort une fois l'implant filmé sous tous les angles. Le projet vise à sélectionner la formulation la plus efficace en vue de constituer les dossiers réglementaires pour un passage en clinique, un objectif industriel autant que médical. Le porteur affirme que les performances du dispositif sur cœur battant ne peuvent être reproduites in vitro et que l'approche in vivo sur gros animaux est "inévitable", des cochons de plus de 90 kg étant choisis pour leur cœur proche de celui de l'humain.
Objectifs
Pendant la gestation, l’oxygénation de l’embryon se fait via le sang de la mère. Non fonctionnels les poumons sont contournés grâce à une perforation créée naturellement au niveau du septum interauriculaire, appelé foramen ovale perméable (FOP). Une fois que le bébé est né et s’oxygène naturellement, la pression créée dans l'oreillette gauche combinée à des signaux cellulaires spécifiques permet la fermeture du FOP dans un délai de 2 ans. Cependant, chez 1 individu sur 4, le foramen ovale ne se ferme pas. Le FOP pourrait être asymptomatique, cependant, de fortes corrélations ont été rapportées avec certains accidents vasculaires cérébraux (AVC). En effet, un FOP fournit un portail entre le côté droit et le côté gauche du cœur, ce qui peut permettre à un thrombus de passer sur le côté gauche de la circulation. Des dispositifs de fermeture métallique ont été développés et commercialisés au cours des 20 dernières années et ont prouvé l’efficacité de la fermeture du FOP sur la récidive d'AVC. Néanmoins, des événements indésirables tels que thrombose, embolie particulaire ou encore de la fibrillation auriculaire ont été rapportés dus à l'érosion du métal, dislocation, mal-positionnement de l'appareil. Pour contourner ces événements indésirables, notre projet propose un implant à base de sutures et sans métal aux propriétés biocompatibles. Notre batterie de tests mécaniques in vitro (e.g. test de déploiement, de ponction, de flexibilité, de résistance à la traction) nous ont permis de sélectionner les versions les plus optimales de notre dispositif médical, mais nous limitent à la compréhension de l'interaction de notre implant avec des modèles non physiologiques d’un côté et de l’efficacité de notre système de pose sans contrainte vasculaire de l’autre. Nous souhaitons aujourd'hui tester nos meilleurs candidats chez l'animal pour confirmer nos précédents tests sur cœur battant, plus particulièrement chez le porc (non modifié génétiquement), un modèle animal fortement utilisé en recherche cardiovasculaire, en raison de leur étroite corrélation avec l'anatomie et la physiologie humaines. Pour ce projet, nous proposons d'utiliser le modèle connu de défaut septal artificiel (perforation septale suivie d’une dilatation par ballonnet). En effet, étant donné la faible prévalence de FOP chez ce modèle (1 sur 10 animaux) il s'est avéré judicieux de choisir un modèle artificiel de défaut septal aigu plutôt que de pré-diagnostiquer un grand nombre d'animaux.
Bénéfices attendus
A terme, les résultats de ce projet permettront de tester, valider et confirmer la formulation la plus optimale pour réaliser une fermeture de FOP efficacement. Ces résultats serviront à l'établissement d'un futur projet sur le long terme afin d'étudier la compatibilité systémique de l'implant, la durabilité de l'implantation, l'endothélialisation de l’implant. Ces résultats participeront à la constitution des dossiers auprès des autorités compétentes pour autoriser la phase clinique du dispositif final. Les bénéfices susceptibles d’une telle étude pourront être également (i) d’améliorer la fermeture de FOP avec un dispositif non métallique dont les propriétés physiques et techniques permettent de maintenir un environnement physiologique normal et d’envisager de futures interventions dans l’oreillette gauche, et (ii) d’apporter à la communauté scientifique et médicale une meilleure compréhension des différences cardiaques anatomiques et conductrices entre l’homme et l’espèce porcine.
Procédures
Tous les animaux (36 au total sur 24 mois) seront soumis une seule fois à la procédure chirurgicale décrite qui inclue une prémédication analgésique par voie intramusculaire dont la durée est estimée entre 30minutes et 1heure avant la mise sous anesthésie générale par voie intraveineuse de l'animal dont la durée est estimée entre 2 et 3 heures. Les animaux seront maintenus anesthésiés pendant toute la procédure chirurgicale, la procédure d'implantation, et quelques minutes après implantation pour permettre de visualiser et d'enregistrer l'implant sous tous les angles par fluoroscopie et echocardiographie, puis les animaux seront directement mis à mort.
Impact sur les animaux
Une potentielle ponction au travers du système de conduction présent dans le voisinage du FOP peut être un effet indésirable et pourrait être à l’origine de fibrillation atriale non désirée. Cette étude étant aigue, si une persistance de telle fibrillation est constatée lors de l’intervention, l’animal sera mis à mort.
Devenir
Le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure d’implantation est la mise à mort.
Remplacement
Malgré une batterie de tests mécaniques et l’évaluation de fonctionnalité in vitro sur cœurs explantés, la procédure qui permet d’évaluer les performances du système de pose et les propriétés mécaniques de l’implant en conditions physiologiques et sur cœur battant, ne peuvent être reproduites in vitro, ni sur organe explanté. Tester les diverses itérations de notre dispositif médical nécessite inévitablement l’approche in vivo sur gros animaux.
Réduction
Afin de limiter le nombre d’animaux impliqués dans ce projet, nous avons présélectionné grâce à une batterie de tests mécaniques et grâce à l’évaluation de fonctionnalité in vitro sur cœurs explantés, les itérations du système de pose et d’implants les plus optimales. De plus, afin de réduire le nombre d’animaux, nous avons choisi d’utiliser le modèle de défaut septal artificiel car la prévalence de FOP naturellement chez le porc étant d’environ 1 sur 10, ce projet nous aurait demandé un nombre d’animaux conséquent à pré-diagnostiquer. Les procédures expérimentales de ce projet ont été consciencieusement pensées et élaborées afin d’utiliser le moins d’animaux possible tout en permettant d’obtenir des résultats satisfaisants et répétables : par campagne de test, trois versions du système de pose seront testées en combinaisons avec deux versions d’implant sur six porcs au total (qui seront mis à mort en fin de tests). Trois campagnes de tests seront planifiées par an, soit un total de trente-six porcs sur l'ensemble du projet. L’aspect statistique n’est pas abordé ici car (i) il nécessiterait une cohorte bien plus grande que celle prévue, et (ii) cette étude se limite à identifier le concept et l’implant les plus fiables et fonctionnels des concepts et implants testés. Enfin, les animaux seront sélectionnés sans distinction de sexe mais de poids (>90kg) pour une meilleure corrélation de taille de cœur avec l'homme.
Raffinement
Les procédures expérimentales de ce projet ont été consciencieusement pensées et élaborées pour réduire au maximum la souffrance des animaux, et maximiser leur bien-être pendant leur hébergement et les procédures chirurgicales. En effet, un suivi quotidien des animaux sera réalisé dès leur arrivée : une évaluation de l’état de santé sera faite selon des points limites bien définis (liés à leur comportement, leur nutrition, leur poids et leurs déjections) puis enregistrée dans un registre de suivi. Un suivi vétérinaire sera réalisé une fois par semaine. En préparation des procédures chirurgicales, les animaux seront anesthésiés sous anesthésie générale et une prophylaxie antalgique et analgésique leur sera appliquée avant et pendant tout acte chirurgical. Au cours des procédures chirurgicales, les animaux seront constamment monitorés et leur état de santé sera évalué selon des points limites bien définis (liés à leurs fréquences cardiaques et respiratoires, leurs pressions artérielles, l’oxymétrie, et leur température).
Choix des espèces
Le modèle porcin est un modèle animal bien connu dans la recherche translationnelle en chirurgie cardiovasculaire en raison de leur étroite corrélation avec l'anatomie et la physiologie humaines. Des animaux adultes de plus de 90kg seront sélectionnés. En effet, un pre-diagnostic par CT-scan de porcs réalisé précédemment, nous a permis de réaliser que des animaux de poids supérieur à 90kg (équivalent à 6 mois d'âge pour les porcs) possédaient un cœur aux dimensions proches d'un cœur humain.
Mesure de l’utilisation digestive fécale de l’énergie des aliments chez le porc
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
1250 cochons vont être utilisés dans des procédures classées à un niveau de souffrance sévère, puis renvoyés dans une structure d'élevage. Les procédures décrites se limitent à un hébergement individuel de vingt et un jours et à une limitation des mouvements de dix jours pour collecter les fèces, afin de mesurer la valeur énergétique d'aliments. Le porteur indique que cet isolement partiel peut provoquer un stress et une néophobie alimentaire. Il conclut qu'aucun modèle in vitro ou mathématique n'est assez précis et qu'il "a besoin" d'essais sur animaux.
Objectifs
Les aliments des porcs sont constituées de matières premières qui sont combinées dans une recette permettant de satisfaire au mieux les besoins nutritionnels des animaux, tout en limitant les excédents nutritionnels préjudiciables au bien-être animal (développement de maladies métaboliques, surpoids entraînant des troubles locomoteurs, inadaptation digestive à l'origine de diarrhée). Les matières premières utilisées dans les aliments doivent donc systématiquement faire l'objet d'études de caractérisation. L'un des principaux critères permettant la combinaison des matières premières dans une recette est leur teneur en énergie. Celle-ci est déterminée sur la base de l'utilisation digestive de l'énergie, qui est mesurée par différence entre les quantités d'énergie ingérée et excrétée dans les fèces. L'objectif du projet est de déterminer l'utilisation digestive de l'énergie des aliments chez le porc.
Bénéfices attendus
Le projet va permettre de disposer de connaissances concernant la valeur nutritionnelle des aliments. Celles-ci sont bénéfiques pour les animaux, l'environnement, les éleveurs et l'ensemble de la société car elles permettent une meilleure utilisation des ressources alimentaires, diminuant ainsi les risques métaboliques pour les animaux, les risques liés aux impacts environnementaux des élevages et la compétition entre les animaux et l'homme pour l'utilisation des ressources alimentaires.
Procédures
Les animaux seront soumis à des conditions d'hébergement particulières (hébergement individuel pendant 21 jours et limitation des mouvements pendant 10 jours).
Impact sur les animaux
La principale nuisance est liée aux modalités d'hébergement. D'une part, les animaux sont placés en cages individuelles. D'autre part, les mouvements des animaux sont limités pendant la deuxième phase du projet pour la collecte des fèces non contaminées par de l'urine. Ces pratiques pourront induire un stress pour les animaux, qui seront partiellement isolés de leurs congénères. Les aliments qui seront utilisés pendant les études seront également variables et différents des aliments consommés préalablement par les animaux. Une néophobie alimentaire est donc possible.
Devenir
Les animaux réintègrent une structure d'élevage pour poursuivre leur croissance.
Remplacement
Nous souhaitons mesurer l'utilisation digestive des aliments chez le porc. Pour cela, nous ne disposons pas de modèles (in vitro ou mathématiques) suffisamment précis pour permettre la représentation de la complexité biologique des phénomènes digestifs et nous avons besoin d'avoir recours à des essais sur animaux.
Réduction
Le nombre d'animaux est calculé comme étant le nombre d'animaux strictement nécessaire pour mesurer l'utilisation digestive de l'énergie des aliments avec une précision suffisante (nous considérons qu'un écart-type de 1% est nécessaire pour que les mesures réalisées soient bénéfiques pour la connaissances des valeurs nutritionnelles des aliments). Sur la base de nos essais antérieurs, cette précision est atteinte avec un effectif de 5 animaux par aliment. Les comparaisons entre aliments seront réalisées sur la base d'analyses de variance dans les conditions d'application des modèles statistiques linéaires généralisés.
Raffinement
Les animaux sont toujours placés à proximité de leurs congénères pendant le projet, soit en contact direct (phase d'adaptation), soit en contact visuel et auditif (phase de collecte). Toutes les cages sont équipées de dispositifs d'enrichissement qui sont renouvelés régulièrement et au gré des comportements individuels. Nous utiliserons des matériels manipulables (chaînes métalliques et balles en plastique dur) qui ne peuvent pas être rongés par les porcs, car cela aboutirait à la présence de résidus dans les fèces, pénalisant les mesures. Les animaux sont suivis quotidiennement par du personnel expérimenté afin de détecter l'atteinte d'un point limite.
Choix des espèces
Il s'agit de l'espèce-cible des études. Les animaux seront en croissance, d'un poids moyen de 50 kg. Ce poids correspond au poids vif moyen des animaux présents dans les élevages commerciaux et qui sont la cible des résultats du projet.
Réalisation d’une preuve de concept sur la résorption et la tolérance d’un renfort de suture à base d’alginate sur une lobectomie pulmonaire partielle chez le modèle porcin (EU 3/3)
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
11 cochons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chacun subit l'ablation d'une partie d'un poumon avec pose d'un renfort de suture à base d'alginate, puis un suivi par scanner sur six à neuf mois avant la mise à mort pour analyse histologique. L'ouverture de la cage thoracique peut placer l'animal en détresse respiratoire et la chirurgie entraîne des douleurs post-opératoires. Ce projet est une preuve de concept en vue du marquage CE d'un dispositif médical, que le porteur affirme ne pouvoir tester que dans un environnement réunissant "les différents organes", impossible selon lui à reproduire in vitro.
Objectifs
Le pansement idéal n’existe pas. Cependant, il doit présenter des caractéristiques, parmi lesquelles : 1/ maintenir la plaie en milieu humide et chaud, 2/ être modifié selon les stades de cicatrisation, 3/ être perméable aux échanges gazeux mais non aux bactéries, 4/ absorber l’excès d’exsudat produit par la plaie, 5/ ne pas coller à la plaie mais adhérer à la peau saine sans se décoller ou s’abîmer rapidement, le tout en étant facilement applicable et confortable, 6/ ne pas être toxique et être hypoallergénique, 7/ protéger des chocs, 8/ être transparent afin de pouvoir visualiser la plaie sans retirer le pansement, 9/ être le moins coûteux possible et réduire le temps de traitement. Le pansement à base d’alginate de calcium répond à l’ensemble de ces critères mais son utilisation est réservée à la prise en charge de plaies cutanées mais très peu sur les organes internes lors de chirurgie. Pour maitriser les saignements, les chirurgiens ont recours à différentes techniques conventionnelles mais lorsqu'elles sont insuffisantes, notamment lors d’hémorragies par rupture de petits vaisseaux dits « capillaires » qui induisent un saignement continu et étendu, le chirurgien utilise des hémostatiques chirurgicaux résorbables comme traitement. Ces dispositifs médicaux sont des produits de synthèse ayant des temps de résorption longs. Nous souhaitons tester un produit naturel dont le temps de résorption devrait être plus court que ses concurrents. Son enrichissement (calcium, zinc et magnésium) permet des échanges ioniques avec la plaie et favorise l'activation des réactions en cascade de la coagulation. Le dispositif médical est un renfort de la suture dans l’utilisation d’un système d’agrafage de type GIA® et dont la résorption sera suivie à différents temps par imagerie scanner. L’objectif de cette procédure est de vérifier l’efficacité hémostatique tissulaire d’application locale, de suivre sa résorption et son impact au niveau du tissu lésé ainsi que des zones proches à différents temps post-opératoires. La preuve de concept de ce nouveau type de dispositif hémostatique permettra de mettre au point un nouveau dispositif médical pour la gestion des saignements liés au renfort de suture par agrafage en cours de chirurgie et se déroulera dans 3 établissements utilisateurs. De plus, nous disposerions d’un produit fabriqué en France, ce qui n’est pas le cas des autres dispositifs (Etats-Unis, Japon). La biocompatibilité de ce dispositif a été testée en in vitro.
Bénéfices attendus
Le projet est destiné à confirmer l’intérêt des propriétés hémostatiques du produit (sous format de pansement) pour le renfort d’un système d’agrafage sur la résection d’un tissu (lobectomie pulmonaire partielle) mais aussi de suivre la résorption du produit et les adhérences possibles dans le temps au niveau des zones d’implantation. L’objectif est de pouvoir avoir un pansement hémostatique naturel (non synthétique) en tant que renfort de suture.
Procédures
Les animaux subiront une chirurgie pour permettre l’accès au poumon tout en préservant les autres organes dans les cavités respectives dans l'EU1. La durée de la chirurgie ne devra pas excéder une durée de 1h30 par animal (5 minutes pour l’abord, 5 minutes pour l’accès à l’organe, 25 minutes pour les temps de saignement, 10 minutes pour le contrôle final de l’arrêt du saignement, 20 minutes pour la fermeture du plan musculaire et cutané). L’animal n’aura qu’une seule intervention chirurgicale. L’animal recevra le soir de la chirurgie un analgésique pour la nuit et le maintien de l’analgésie au lendemain de la chirurgie pendant 3 à 5 jours se fera selon les besoins de chaque individu. Quelques minutes au total Retrait des points à 15 jours minimum post-chirurgie après entrainement médical : 5 minutes. A différents temps post-opératoires, l’animal aura une imagerie dans l'EU3 pour évaluer le taux de résorption : transport anesthésie acquisition environs 2h à chaque fois. Pour l’hébergement à long terme, les animaux seront hébergés dans des conditions proches des élevages dans l'EU2, sans contraintes particulières. Les animaux seront pesés régulièrement. Cet acte ne dure que quelques minutes.
Impact sur les animaux
Lors de l’ouverture de la cage thoracique, il y aura une rupture du vide pleural qui se situe entre le poumon et la plèvre recouvrant la cage thoracique. Ce vide est essentiel pour permettre au poumon de se gonfler et dégonfler. Si le vide est rompu, le poumon ne peut pas se gonfler correctement lors de l’inspiration et place l’individu en détresse respiratoire. Pour éviter cette complication, l’incision sera refermée plan par plan et hermétiquement. Ensuite, à l’aide d’un cathéter et d’une seringue, l’excédent d’air sera aspiré de la cage thoracique en même temps que la remise progressive du poumon sous ventilation. La procédure sera potentiellement douloureuse pour l’animal en post-opératoire, et la procédure analgésique systématique sera adaptée à chaque animal selon le suivi de l'état clinique. Au bout de 3 semaines, les animaux déclarés aptes au transport partiront pour une autre structure qui assurera l’hébergement de longue durée. A différents temps post-opératoire, l’animal sera transféré vers un centre d’imagerie pour passer au scanner. Le transport entre les différentes structures va générer du stress dû à l’arrivée dans un nouvel environnement. De plus, les différentes contentions pour réaliser les pesées et les gestes techniques pour faire l’anesthésie de la chirurgie et de l’imagerie ainsi que la mise à mort peuvent générer un stress.
Devenir
Les animaux seront tous mis à mort soit parce qu’ils auront atteint un point limite ou qu’ils ont atteint le temps d’observation (J+6 mois, J+7,5 mois, J+9 mois). Une étude histologique de l’intégration du pansement hémostatique dans l’organe sera réalisée donc cela nécessite le prélèvement de l’organe.
Remplacement
L’objectif de cette étude est de vérifier l’efficacité hémostatique tissulaire d’application locale d’un produit à base d’alginate (produit naturel), de constater sa persistance sur le tissu lésé et de suivre sa résorption à différents temps post-opératoires. La preuve de concept de ce nouveau type de pansement hémostatique permettra de mettre au point un nouveau dispositif médical pour la gestion des saignements lors de résection de tissu en cours de chirurgie. Il est nécessaire de tester le pansement hémostatique dans un environnement avec les différents organes et les fluides corporels qui ne peuvent être reproduits in vitro. Ce passage sur le modèle animal est la dernière étape de la preuve de concept.
Réduction
Nous utiliserons 11 animaux au total dont 9 animaux répartis en 3 groupes. Il y a 2 animaux supplémentaires prévus pour compléter un groupe si nécessaire. Ce nombre a été déterminé pour avoir une représentation juste de la physiologie animale. Étant donné que c’est une preuve de concept, nous n’avons pas besoin de plus 3 animaux par lot pour obtenir la réponse à notre questionnement. Si le pansement ne permet pas de stopper le saignement et nécessite une intervention chirurgicale pour l’arrêter, nous stopperons le projet sans utiliser tous les animaux prévus. Pour réduire le nombre d’animaux, nous avons développé et raffiné la voie d’abord chirurgicale ainsi que la finalisation de la prothèse dans notre structure sur des animaux mise à mort, issus de procédures antérieures.
Raffinement
Initialement l’intervention était prévue en thoracoscopie c’est-à-dire sous coelioscopie, ce qui ne nécessite que 3 incisions (une pour la caméra et 2 pour les instruments). La forme de la cage thoracique est trop étroite pour travailler avec les pinces et le système d’agrafage sans provoquer d’autres lésions sur les tissus environnants. C’est pourquoi, il a été opté pour une chirurgie ouverte avec une voie d’abord au niveau du 9ème espace intercostal, dont l’incision suivra la forme des côtes. L’animal sera injecté avec un analgésique d'action longue (anti-douleur) pour anticiper la sensation de la douleur la veille de la chirurgie. Le jour de la chirurgie, l’animal sera anesthésié à l’aide d’un hypnotique couplé à un analgésique. L’animal est placé sous masque avec un anesthésique gazeux et sur une table chauffante pour maintenir la température corporelle. L’extrémité du lobe pulmonaire sera saisie à l’aide d’une pince atraumatique. Les mors du système d’agrafage équipés du renfort seront placés de part et d’autre du lobe, puis le dispositif sera mis en place. Cette résection n’empêche pas le poumon de fonctionner correctement par la suite. La plaie sera protégée à l’aide d’un pansement. L’animal sera placé dans des couvertures polaires et sous surveillance jusqu’à son réveil complet. L’animal avec les couvertures polaires sera remis dans l’enclos et recevra le soir de la chirurgie un analgésique pour la nuit et le maintien de l’analgésie au lendemain de la chirurgie pendant 3 à 5 jours se fera selon les besoins de chaque individu. Le soir de la chirurgie, il sera déposé dans l’enclos des légumes frais, plus appétents, pour stimuler l’appétit de l’animal et réduire la perte de poids en post-opératoire. L’état général de l’animal et de la cicatrice seront suivis quotidiennement pendant 1 semaine, puis toutes les 48 h jusqu’au retrait des points à 15 jours minimum post-chirurgie. Les animaux seront hébergés collectivement mais s’il est seul, il aura un contact visuel et/ou olfactif avec d’autres congénères et bénéficiera d’un renforcement de l’enrichissement. Les animaux seront suivis quotidiennement pour détecter rapidement toutes complications. Ces dernières seront reportées auprès du vétérinaire de la structure qui mettra en place le traitement adapté. La surveillance sera renforcée le temps nécessaire. Pour obtenir la complète collaboration des animaux sur un hébergement à long terme, des techniques de renforcement positif seront mises en place.
Choix des espèces
Toute étude en vue du marquage CE d’un dispositif médical existant sous plusieurs formats doit être réalisée sur le format de taille maximale, correspondant ici à un dispositif de 8 cm. Il n’existe que 2 espèces animales sur lesquelles nous pouvons trouver un poumon capable d’accepter un dispositif de cette taille, le porc et le mouton. Les études initiales pour le dispositif actuellement commercialisé ayant été réalisées sur le porc, nous avons donc retenu cette espèce pour ce projet. Le modèle lapin utilisé dans le cadre d’autres projets semblables ne peut être utilisé pour ce projet car la taille du poumon ne permet pas de faire la résection nécessaire, sous peine d'handicaper gravement l'animal en post-opératoire. Les animaux seront réceptionnés à 29 kg environ pour atteindre 35-37 kg (jour de chirurgie). L’utilisation d’animaux de 35 kg environ permet de bénéficier d’une taille d’organe représentative de ce que nous avons en chirurgie humaine. Il s'agit de jeunes animaux de trois à quatre mois.