Cochons

40 porcs de quatre à cinq mois vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour l'analyse histologique du pancréas et de ses vaisseaux. Chacun subit une chirurgie mini-invasive de quatre heures pour un traitement laser à l'intérieur des vaisseaux qui entourent le pancréas, un suivi par prise de sang et scanner sous anesthésie pendant une heure tous les quinze jours, parfois une seconde chirurgie de deux heures au septième jour, puis une dernière opération d'une heure trente sans réveil. Le dispositif testé viserait à réduire le stade des cancers du pancréas localement avancés pour rendre les patients opérables, sans occlure durablement les vaisseaux. Le porteur décrit une acclimatation avec "douches tièdes, promenades et distributions de récompenses" pour habituer les porcs à l'humain, avant ces opérations répétées et la mise à mort.

Objectifs

Le projet vise à évaluer la sécurité et la performance d’un dispositif d’ablation utilisant la lumière, des vaisseaux qui entourent le pancréas chez le modèle porcin. Certaines formes de cancer peuvent envahir les gros vaisseaux sanguins. Cela rend le retrait de la tumeur techniquement difficile et constitue un problème clinique, en particulier pour les cancers du pancréas. Les cancers hépato-pancréato-biliaires (HPB) sont agressifs et ont tendance à envahir précocement les gros vaisseaux sanguins de la région, ce qui rend la résection avec des marges chirurgicales sans tumeur techniquement difficile, voire impossible. Actuellement, la chirurgie est le seul traitement potentiellement curatif pour les cancers du pancréas (un des plus agressifs). Chaque année, environ 500 000 patients sont diagnostiqués avec un cancer du pancréas dans le monde et 40% des patients ont un cancer du pancréas localement avancé, les rendant inéligibles à la chirurgie curative en raison de l’atteinte vasculaire. Des combinaisons de chimiothérapie systémique et de radiothérapie sont classiquement utilisées pour réduire le stade de la maladie. Les résultats sont encourageants, mais la réduction du stade ne concerne qu’une minorité de patients, au prix de toxicités locales et systémiques. De nouvelles méthodes sont donc mise en place, comme celle de ce projet qui consiste à libérer les vaisseaux de la tumeur à l’aide d’une ablation lumineuse dans la lumière des vaisseaux sanguins préalablement photosensibilisés. Cette technique est possible dans les gros vaisseaux sans qu’elle ne provoque leur rupture, de thrombose ou de sténose.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus du projet sont d’ordre technologique et médical. Il s’agit de tester une nouvelle approche thérapeutique pour soigner les cancers du pancréas chez l’homme. Comparée aux systèmes d’ablation par la chaleur, l’ablation par la lumière serait moins agressive et n’occlurait pas les vaisseaux de manière permanente. Cette méthode permettrait de réduire le stade clinique des patients, les rendant éligibles à la chirurgie, et d’améliorer leur survie sans compromettre la fonctionnalité des vaisseaux sanguins après la chirurgie.

Procédures

Toutes les interventions sont réalisées sous anesthésie générale : Les animaux sont soumis à une chirurgie mini-invasive permettant un traitement laser endovasculaire (4 heures). Leur suivi post opératoire (de quelques jours à quelques semaines) inclu une prise de sang et un contrôle en imagerie (scanner) sous anesthésie pendant 1 heure tous les 15 jours. MODIFICATION Un petit groupe d’animaux sera soumis à une chirurgie intermédiaire (7e jour post opératoire, 2 heures d'intervention) sous anesthésie générale. En fin de protocole, une chirurgie est réalisée sans réveil de l’anesthésie générale (durée 1h30).

Impact sur les animaux

Les effets indésirables potentiels sur les animaux de l’étude sont liés à : - l’induction de l’anesthésie : stress à la contention, injection intramusculaire. - Le réveil de l’anesthésie : nausées, désorientation, hypothermie, irritation trachéale. - le traitement par voie endovasculaire : hématome, boiterie MODIFICATION - la chirurgie pancréatique : suture abdominale, inflammation digestive

Devenir

Mise à mort de l’ensemble des animaux. Celle-ci est nécessaire car une analyse histologique du pancréas et ses vaisseaux est nécessaire pour valider les objectifs du projet

Remplacement

Préalablement, des tests basés sur une stimulation mathématique ont permis d’identifier les doses de laser appropriées qu’il faut maintenant tester in-vivo. Le recours à l’animal vivant devient alors indispensable pour suivre l’effet du traitement sur le court et moyen terme, les modèles in vitro sont insuffisants du point de vue scientifique pour envisager des essais cliniques chez l’Homme.

Réduction

Le nombre d’animaux inclus dans ce protocole est un bon compromis entre la puissance statistique et le principe de réduction. Au fur et à mesure de l’avancée du projet, les résultats obtenus sur un vaisseau pourront potentiellement permettre de réduire le nombre d’animaux pour le second vaisseau.

Raffinement

Les porcs sont maintenus en groupe social dans un environnement contrôlé en température et hygrométrie. Ils reçoivent une alimentation adaptée à leurs besoins, de l’eau à volonté, des jouets et dispositifs favorisant leurs comportements naturels, comme le fouissage et mâchouillement. Un temps d’acclimatation avec douches tièdes, promenades et distributions de récompenses permet l’habituation des animaux à l’Homme et aux manipulations. Une équipe compétente, composée de zootechniciens, vétérinaire et médecins, assure au quotidien l’entretien, la surveillance et les soins des animaux. La Structure en charge du bien-être animal accompagne la mise en œuvre des procédures. Avec le vétérinaire désigné, elle conseille les responsables du projet dans l’amélioration de leurs pratiques en faveur du bien-être des animaux et de l’application des 3R. Toutes les interventions (embolisations, contrôles angiographiques, résection) se font sous anesthésie générale avec couverture antalgique. On cherche à prévenir les douleurs par des traitements analgésiques systématiques pré et post-opératoires. Une injection d'antihistaminique précède l’injection de verteporfine afin d’éviter une réaction allergique de l’individu, comme c’est le cas dans certains cas rapportés dans le dossier AMM de cette molécule. Les animaux sont surveillés quotidiennement, une grille d’évaluation de la douleur est établie avec la conduite à tenir en cas de complications. Une vidéosurveillance 24h/24 permet un suivi des comportements en animalerie et une intervention rapide du vétérinaire en cas d’anomalie. Des points limites sont définis pour arrêter la procédure en cas de souffrance.

Choix des espèces

Parmi les différentes espèces animales, le porc est l’espèce de choix pour les approches abdominales et les études impliquant de la chirurgie, en raison de sa grande taille et de ses similitudes anatomiques et physiologiques avec l'homme. . Un jeune porc charcutier de 4 à 5 mois, qui pèse entre 35 à 50 Kg, permet d’avoir un modèle pancréatique pertinent pour réaliser des interventions chirurgicales dans les mêmes conditions que chez le patient (taille des instruments, voies d’abord, ergonomie, orientation…).

Le protocole dépend du mode d'administration, de la fréquence et de la durée demandés par le donneur d'ordre: 600 rats, 120 porcs et 50 chiens vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour tester des formulations de médicaments contre le diabète et l'obésité. Les porcs portent un cathéter à demeure jusqu'à quatre mois, subissent des jeûnes et des anesthésies répétées, les chiens et les rats des prélèvements de sang à la jugulaire. Le porteur décrit un effet possible trop marqué des molécules, avec hypoglycémie et perte de poids. Les rats sont tués en fin d'étude, les porcs réutilisés puis tués quand leur poids gêne les manipulations, une partie des chiens réutilisée et le reste proposé à l'adoption.

Objectifs

L’obésité et le diabète constituent deux enjeux majeurs de santé publique à l’échelle mondiale. Selon l’Organisation mondiale de la santé, la prévalence de l’obésité a presque triplé depuis 1975 : plus d’un milliard de personnes vivent désormais avec une obésité, dont une proportion croissante d’enfants et d’adolescents. Cette progression s’accompagne d’une augmentation rapide du diabète de type 2, fortement associé au surpoids et à la sédentarité. D’après l’International Diabetes Federation, environ 537 millions d’adultes vivaient avec un diabète en 2021, et ce chiffre pourrait dépasser 640 millions d’ici 2030. En Europe, la prévalence du diabète avoisine 8 à 10 % chez l’adulte, avec un poids économique considérable pour les systèmes de santé en raison des complications associées. Les traitements de ces maladies reposent en grande partie sur l’utilisation de différents types de molécules actives agissant sur la glycémie ou le métabolisme. Cependant, l’efficacité d’un médicament ne dépend pas uniquement de la molécule active qu’il contient, mais aussi de la manière dont elle est formulée et présenté. La forme pharmaceutique, c’est-à-dire la manière dont un médicament est présenté (comprimé, gélule), joue un rôle essentiel dans son efficacité. Elle influence la vitesse à laquelle le principe actif est libéré dans l’organisme, son absorption et donc l’intensité et la durée de son action. Les excipients, souvent perçus comme de simples composants « inactifs », sont également déterminants : ils assurent la stabilité du médicament, facilitent sa dissolution et son absorption. Ainsi, le choix de la forme pharmaceutique et des excipients ne relève pas seulement de la fabrication, mais constitue un levier majeur pour optimiser l’efficacité des traitements. Le but du projet est de tester de nouveau excipient qui ont vocation à améliorer l’efficacité de molécules pour mettre à disposition des thérapeutes un large panel de médicaments à action rapide ou lente pour le traitement ces pathologies.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus sont les suivants : 1- Santé : Pour les patients, de nouveaux traitements plus efficaces, mieux tolérés et plus simples d’utilisation pourraient améliorer significativement leur qualité de vie. Des formes d’administration moins contraignantes, des effets secondaires réduits et une meilleure efficacité sur le poids ou la glycémie favoriseraient l’adhésion au traitement et l’autonomie des personnes malades. 2- Economique : ces innovations pourraient générer des économies pour les systèmes de santé en réduisant les hospitalisations, les complications coûteuses et les traitements lourds associés aux formes avancées de la maladie.

Procédures

Les porcs seront anesthésiés pour la mise en place du cathéters. Les injections d'anesthésiques se feront dans le muscle et seront très bref, quelques secondes. Les animaux seront ensuite maintenus anesthésiés grâce à une anesthésie gazeuse. Ils resteront anesthésiés (gazeuse) le temps de la pose du cathéter soit environ 45min. Les cathéters restent à demeure et sont remplacés s'il deviennent non fonctionnel au cour du projet. Les prélèvements sont réalisés sur animaux vigiles par l'intermédiaire des cathéters. Si les cathéters sont non fonctionnel et qu'il n'est pas possible dans reposer un pour le prochain prélèvement, celui-ci sera réalisé à la jugulaire sur animal anesthésié. La pose de cathéters chez les chien sera réalisée sur animal vigile, les cathéters seront implantés à une veine au niveau de la patte. La durée de l'intervention est de 5 min. Un cathéter est posé avant chaque session de prélèvement. Les prélèvements sont réalisés sur animaux vigiles par l'intermédiaire des cathéters pour les temps court. Pour les temps long ou si le cathéter est non fonctionnel, les prélèvements sont réalisés sur animal vigile à la jugulaire. Nous réaliserons 4 à 5 prélèvements de ce type pour une durée n'excédant pas 1 min par prélèvement. Pour les rats, les prélèvements seront réalisés sur animal aneshésié (anesthésie gazeuse), les prélèvements sont réalisés à la jugulaire, la durée est 5min pour l'anesthésie plus le prélèvement. Le nombre de prélèvements sanguins nécessaire par session sera le suivant : Porc entre 15 à 18 prélèvements, chien entre 10 à 15 prélèvements et rats entre 10 à 15 prélèvements.

Impact sur les animaux

Les principales nuisances attendues peuvent être dus à un effet trop important des molécules testées. Il peut s’agir d’hypoglycémie, perte d’appétit, perte de poids survenant quelques jours après l’administration. Les élements suivants provoqueront du stress et un inconfort chez les animaux : 1- Toutes les anesthésies générales nécessaires aux prises de sang, aux administrations d'éléments d'essais ou aux poses de cathéter pour les porcs. 2- Les administrations d'élement d'essai sur animaux vigiles. Exemple administration orale chez le chien ou sous-cutané chez le rat. 3- L’isolement dû à la mise en place d’un cathéter, permanant chez le porc (maximum 4 mois) et transitoire chez le chien (max 4h). 4- Les mises a jeun nécessaire pour les administrations d'élements d'essais ou pour les anesthésies. La mise à jeun solide sera de 20H maximum pour les porcs et les chiens et de 6H pour les rats. La mise à jeun hydrique sera elle de 3H maximum pour les porcs, les chiens et les rats. 5-Pour les cohortes de porcs et de chiens la répétition des études peut engendrer des effets cumlatifs. Ces effets correspondent à l’ensemble des conséquences physiologiques (altération des paramètres sanguins), clinique (inflammation des sites de prélèvement) et comportementales (stress chronique) résultant de la répétition des procédures expérimentales.

Devenir

Pour les porcs, a l'issue de leur procédure et après une période de repos suffisante, les animaux peuvent être inclus dans une nouvelle session. Les animaux seront euthanasiés lorsque leur poids (85kg) ne permet plus un hébergement adapté ni des manipulations en toute sécurité. Pour les chiens, a l'issue de leur procédure et après une période de repos suffisante, les animaux peuvent être inclus dans une nouvelle session. Les animaux sont à terme réformés et entre dans un processus d'adoption ou peuvent être inclus dans d'autres projets. Pour les rats, la procédure présente des contraintes importantes (volume prélevé, anesthésies et prélèvements répétés), incompatible avec une reutilisation. Par conséquent ils seront euthanasiés en fin d'étude.

Remplacement

Les études in vitro sont utiles pour obtenir des premières informations sur le métabolisme ou la stabilité d’une molécule, mais elles ne peuvent pas reproduire la complexité d’un organisme vivant. La pharmacocinétique dépend en effet de nombreux processus intégrés : absorption digestive, distribution dans les tissus, passage des barrières biologiques, métabolisme hépatique et élimination rénale, qui interagissent entre eux et varient dans le temps. Ces phénomènes reposent sur des fonctions physiologiques complètes et complexes, impossibles à modéliser totalement in vitro. Ainsi, l’expérimentation animale reste aujourd’hui indispensable pour évaluer de façon fiable le devenir d’un médicament dans l’organisme avant son administration chez l’humain.

Réduction

Afin de réduire le nombre d’animaux, nous utiliserons des cohortes pour les pharmacocinétiques avec des porcs et des chiens. Ces cohortes permettront de réaliser plusieurs sessions jusqu’à ce que les animaux soient réformés. Chaque animal sera ainsi son propre témoin. Pour les rats le nombre d’animaux sera réduit au maximum afin d’avoir des données exploitatables. En général, les études font intervenir 6 groupes composés de 5 animaux chacun. 1 groupe par formulation. Aucun calcul statistique n’a été réalisé pour déterminer le nombre d’animaux. Celui-ci a été défini sur la base de l’expérience antérieure, de la variabilité attendue des paramètres étudiés et des objectifs de l’étude.

Raffinement

Les animaux feront l'objet d'un conditionnement positif, basé sur des interactions amicales avec les personnels en charge des soins, ceci afin de permettre des manipulations avec un minimum de contraintes et de stress. Après administration des molécules testées, les animaux seront observés quotiennement et un examen clinique avec pesée sera réalisé une fois par semaine. Cathéter veineux percutané (porc) : Afin d’éviter la douleur et le stress lié aux prises de sang répétées, un cathéter per cutané sera placé au niveau de la jugulaire, 5 jour minimum avant la première pharmacocinétique. Ce cathéter sera laissé à demeure même entre les sessions. Cathtéter à la veine de la patte : Afin d’éviter de prélèver à la jugulaire, un cathéter sera posé avant la première prise de sang de la session. Ce cathéter sera laissé à demeure pour les premiers temps de la session (pas plus de 4H). Les chiens sont isolés tant qu’ils ont le cathéter. Hébergement individuel en raison du maintien permanent du cathéter : Les boxes sont ajourés, permettant au cochon de se voir,et se sentir. En outre, ils seront promenés tous les jours (fréquence qui pourra être augmenté si nécessaire) par un soigneur qu’il leur distibuera des récompenses. Afin d’atténuer le stress durant l’administration des éléments d’essai (chien et porc), les animaux seront habitués durant la période d’acclimatation à être manipulés et ils seront conditionnés à se coucher et à rester calmes quand le technicien doit réaliser les administrations (notament sous cutanée). Des anesthésiques locaux seront appliqués avant de réaliser les injections sous cutanée. Si cela est compatible avec l’étude, de la nourriture pourra être distribuée à J0 afin de faciliter les administrations. Des traitements locaux seront appliqués lors des sessions pour traiter les hématomes. Si nécessaire, suivi de la glycémie régulièr avec la mise en pace d’un arbre décisionnel. Pour les cohortes, la sucession des procédures est susceptible d’entraîner des effets cumulatifs liés aux prélèvements sanguins (volume et site prélevé) et aux manipulations répétées. Ces effets sont maîtrisés par un suivi clinique, comportemental et physiologique régulier (examen clinique, pesée, numération de formule, paramètres sanguins…), associé à des périodes de repos et aux respects des seuils limites de prélèvement. Tout signe d’altération du bien-être animal conduira à l’exclusion de l’animal et à sa réforme le cas échéant. Des points limites ont été définis.

Choix des espèces

Le rat sera pincipalement utilisé en phase précoce car il permet d’explorer rapidement l’absorption, la distribution et l’élimination d’une molécule, tout en nécessitant de faibles quantités de produit. Son métabolisme est bien caractérisé et il existe de nombreuses données historiques facilitant l’interprétation des résultats. Il est particulièrement utile pour comparer différentes formulations ou voies d’administration et orienter les choix de développement. Le chien présente une forte similarité avec l’humain en termes de physiologie digestive. De plus ce modèle présente une résistance au jeun plus importante que le porc ce qui permet de limiter le risque d’hypoglycémie lors des sessions de pharmacocinétique le necéssitant. Le porc présente une forte similarité avec l’humain en termes de physiologie digestive, d’épaisseur cutanée, de composition du tissu adipeux et de métabolisme. Il est donc particulièrement adapté pour prédire l’absorption orale et la diffusion après injection sous-cutanée. Les animaux utilisés en étude sont de jeunes adultes. Les Chiens en étude de pharmacocinétique sont de jeunes adultes finissant leur croissance pondérale. Ils présentent à ce stade un juste équilibre entre réponse physiologique et acclimatation en étude. Les Porcs utilisés en étude sont de jeunes animaux qui arrivent à maturité sexuelle, leur croissance n’est pas terminée mais leur taille permet un hébergement en animalerie conventionnelle dans de bonnes conditions. D’autre part, leur poids (50kg à l’arrivée en étude) est proche d’un poids humain et permet de travailler avec des doses humaines. Les Rongeurs sont quant à eux intégrés en étude à 10 semaines, ce qui permet d’avoir des animaux avec un volume de sang circulant compatible avec le nombre de prèlèvement.

Quatorze prélèvements sanguins en vingt-quatre heures, répétés sur un maximum de seize journées de cinétique : 20 mini-porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Chaque animal subit d'abord une chirurgie de trois heures pour la pose de cathéters permanents et d'une canule jéjunale, puis reste hébergé seul pendant toute l'étude pour contrôler sa prise alimentaire. L'objectif est d'évaluer des formulations pharmaceutiques humaines et de caler des modèles in vitro sur les données animales. La mise à mort sert un prélèvement terminal de muqueuse intestinale.

Objectifs

Nous abordons la mise au point et le développement de formes pharmaceutiques spécifiques (forme galénique) et la biopharmacie de manière intégrée, depuis la conception des formulations et la libération des principes actifs jusqu’à leurs effets sur l’absorption, la biodisponibilité et le microbiote intestinal, dans une perspective d’optimisation des stratégies thérapeutiques et nutritionnelles. Le projet vise à évaluer l’impact de formulations galéniques innovantes humaines sur la biodisponibilité de substances actives modèles. L’objectif est de démontrer le rôle de ces formulations dans l’amélioration de différents paramètres pharmacocinétiques. Les résultats obtenus chez l'animal (in vivo) permettront d’établir des corrélations in vitro–in vivo, entre des données obtenues sur un animal vivant par rapport à des données obtenues par des techniques de laboratoire dans un environnement artificiel (in vitro), afin d’identifier les outils in vitro les plus prédictifs de la performance in vivo pour ces formulations innovantes. Par ailleurs, les données générées in vivo serviront de base à la construction de modèles pharmacocinétiques de modélisation informatiques (in silico),destinés à mieux comprendre et prédire le comportement in vivo à partir des expérimentations in vitro.

Bénéfices attendus

Le projet vise à développer et évaluer de nouvelles formes galéniques innovantes, en démontrant leur efficacité à l’aide d’un modèle préclinique adapté, le mini-porc. Les bénéfices attendus sont multiples : (i) contribuer à la mise au point de formulations améliorant la biodisponibilité des substances actives, (ii) renforcer la transférabilité entre les données in vitro et in vivo, en améliorant la prédictivité des modèles in vitro, (iii) identifier les outils expérimentaux les plus pertinents pour évaluer la performance des formulations et, à terme, de réduire le nombre d’expérimentations animales nécessaires au développement galénique.

Procédures

Chaque animal subira une seule demi-journée (3h) d’intervention chirurgicale pour la pose de cathéters permanents et de canule jéjunale (1h de préparation pré-opératoire, et 2 h entre l’incision cutanée et le réveil de l’animal). Une période de récupération de 15 jours sera observée , entre la chirurgie et la première journée de prélèvements. Chaque animal participera au final à 8 cinétiques maximum par étude avec un maximum de 2 études, d’une durée de 24 h suivie d’une période de récupération de 3 jours minimum entre chaque cinétique. Lors d’une journée de prélèvement, les animaux recevront le matin comme seul aliment une des formes à tester. Des prélèvements de sang seront réalisés dans le cathéter selon la cinétique de 14 prélèvements sanguins étalés sur une journée de 24 heures. Pour chacune des journées de prélèvements, 2,7 ml de sang seront prélevés pour chaque point de cinétique. Le volume total prélevé sera de 37,8 ml par cinétique (moins de 7,5% du volume sanguin de l'animal).

Impact sur les animaux

Les substances actives utilisées dans le cadre de ce projet sont des composés déjà commercialisés chez l’Homme, ne présentant aucun effet néfaste connu, comme cela a été démontré lors de leur utilisation clinique. En effet, ils sont autorisés par les différentes autorités de santé. De plus, l’ensemble des excipients employés dans ces études sont reconnus comme sûrs et ne présentent aucun risque pour la santé ou le bien-être des animaux utilisés lors des expérimentations. La piqûre d’aiguille pour l’injection de la pré-anesthésie avant l’intervention chirurgicale peut provoquer une douleur légère et de courte durée. La procédure chirurgicale elle-même entraîne une douleur abdominale modérée, prise en charge par des antalgiques et limitée dans le temps. Enfin, l’hébergement en cages individuelles après la chirurgie entraîne un isolement temporaire des animaux et restreint certains comportements sociaux. L’isolement dure toute la durée du projet (habituation, post-op et prélèvement), les animaux étant appareillés ainsi que pour maitriser et contrôler leur prise alimentaire individuellement, il n’est pas possible de les héberger collectivement.

Devenir

En fin d’expérimentation ou en cas d’atteinte d’un point limite grave, les animaux seront mis à mort par injection intraveineuse d’une surdose de barbiturique intracardiaque sur animaux anesthésiés conformément à la réglementation en vigueur. Cette mise à mort est justifiée afin de réaliser des prélèvements terminaux de muqueuse intestinale pour compléter les résultats sanguins de l'étude.

Remplacement

La biodisponibilité des molécules actives contenues dans des formulations galéniques innovantes fait intervenir de nombreux processus biologiques et chimiques complexes (digestion, absorption, métabolisation), qui, à ce jour, ne peuvent pas être entièrement reproduits in vitro. Le porc présente un certain nombre de similitudes anatomiques et physiologiques avec l’homme, ce qui en fait un modèle fréquemment utilisé pour les études pharmacocinétiques. Le mini-porc, en particulier, permet de travailler sur des adultes à stabilité pondérale et d’une taille compatible avec l’expérimentation animale. Il présente également l’avantage de posséder un système digestif très proche de celui de l’homme.

Réduction

Dans le cadre de la règle des 3R, le recours à 10 mini-porcs par étude permet de garantir la puissance statistique tout en minimisant le nombre d’animaux. Le nombre d’animaux utilisés a été réduit au minimum, dans la mesure où cela ne compromet pas les objectifs scientifiques du projet. L’effectif prévu dans le schéma expérimental (10 animaux) tient compte de la variabilité du principal paramètre mesuré, à savoir l’apparition de la substance active dans le sang, estimée à partir d’études antérieures. Cette variabilité est liée non seulement aux différences interindividuelles entre les animaux, mais également à la qualité des prélèvements et à la précision des analyses biochimiques. Ces aspects sont parfaitement maîtrisés par les expérimentateurs du projet, qui possèdent une longue expérience dans ce domaine. L’utilisation d’un schéma expérimental permet de diminuer significativement le nombre d’animaux, chaque animal servant de témoin pour lui-même. L’équipe de recherche dispose d’une expertise reconnue dans l’utilisation d’animaux porteurs de canules digestives et de cathéters sanguins, ce qui permet de réduire au maximum le nombre d’animaux et de limiter les processus douloureux.

Raffinement

L’approche développée sera peu invasive et vise à réduire au maximum la douleur et le stress des animaux. La douleur ressentie pendant l’expérimentation est principalement liée à l’acte chirurgical, qui se déroule sous anesthésie générale avec surveillance des constantes vitales. Les animaux recevront un traitement analgésique et spasmolytique, et après la période de récupération, la gêne reste mineure. Pendant cette phase, les animaux sont surveillés régulièrement tout au long de la journée. L’évaluation de la douleur et de l’inconfort est réalisée par observation du comportement des animaux, notamment la reprise de l’alimentation, du transit intestinal, la posture, les vocalises, la réactivité et la température corporelle. Durant toute la période expérimentale, les animaux seront hébergés dans des cages de taille réglementaire, avec des parois latérales en plexiglas permettant aux animaux de se voir et d’interagir entre eux. Leur environnement sera enrichi avec des jouets en caoutchouc adaptés aux porcs, la pièce sera à température régulée, et les animaux auront un libre accès à l’eau.

Choix des espèces

Le porc présente de nombreuses similitudes anatomiques et physiologiques avec l’homme, ce qui en fait un modèle fréquemment utilisé pour les études de biodisponibilité. Le mini-porc permet de travailler sur des adultes à stabilité pondérale et d’une taille compatible avec l’expérimentation animale. Il présente également l’avantage de posséder un système digestif très proche de celui de l’homme. Ce modèle est reconnu par la communauté scientifique comme pertinent pour les études de biodisponibilité, avec une bonne transférabilité vers la physiologie humaine. La procédure expérimentale est réalisée sur des animaux en fin de croissance (âge>10 mois), afin de bénéficier d'une stabilité pondérale pendant la totalité de la période d'expérimentation.

Vaccinés à deux reprises, puis infectés deux fois par le virus de la maladie d'Aujeszky par voie oro-nasale, 4 porcs subissent sur onze semaines treize ponctions sanguines totalisant près de 300 ml de sang. Les procédures sont classées en souffrance modérée, avec fièvre, perte d'appétit et possibles troubles respiratoires ou nerveux après l'infection. Le porteur retient quatre animaux comme effectif minimal pour avoir 94 % de chances de détecter les anticorps recherchés. Tous sont tués à la fin pour prélever leurs organes.

Objectifs

Le système immunitaire de chaque individu est conçu pour détecter des microbes et apprendre à les combattre. Cela conduit l’organisme à notamment produire des anticorps qui vont neutraliser ces microbes. Parmi ces anticorps, certains sont communs à plusieurs individus. Identifier et étudier des anticorps communs à plusieurs individus est particulièrement intéressant car cela permet de cibler des réponses immunitaires communes et efficaces contre un microbe, facilitant ainsi la conception de vaccins et le développement de tests de diagnostiques des maladies. La maladie d’Aujeszky est une maladie virale qui touche les porcs et qui se caractérise par des troubles nerveux chez les jeunes, et des troubles respiratoires et de la reproduction chez les adultes. C’est un modèle expérimental souvent utilisé en immunologie pour l’étude des anticorps. Il a été montré que des porcs vaccinés contre le virus de la maladie d’Aujeszky produisaient des anticorps ciblés contre ce virus et que ces anticorps peuvent être communs à plusieurs porcs. De nouvelles techniques permettent aujourd’hui de les caractériser. L’objet de la présente étude consiste à immuniser un groupe de porcs contre le virus de la maladie d’Aujeszky. Il s’agit de caractériser, directement dans les cellules, les anticorps produits contre ce virus en apportant une attention particulière aux anticorps susceptibles d’être communs à plusieurs individus.

Bénéfices attendus

Les bénéfices de ce projet sont multiples. Tout d’abord, il permettra de mettre au point la méthode de séquençage des anticorps produits par chaque lymphocyte chez le porc. Cette méthode, qui sera mise en oeuvre dans le modèle d’infection par le virus de la maladie d’Aujeszky (VMA) pourra également être appliquée à d’autres modèles infectieux. De plus, les résultats obtenus dans ce projet permettront de caractériser les anticorps capables de reconnaitre des souches de VMA. Ces connaissances peuvent être utiles pour étudier plus finement les interactions virus/anticorps, développer de nouveaux vaccins ou des kits de diagnostic.

Procédures

Tous les actes prévus sur les animaux se feront sur animaux vigiles. Les animaux seront vaccinés à deux reprises avec un vaccin inactivé. Ils recevront donc 2 doses de 2ml en intra-musculaire dans le cou. La vaccination prend moins d’1 minute. Ensuite, à deux reprises, ils recevront 5ml par voie oro-nasale de virus de la maladie d’Aujeszky. L’inoculation oronasale prend moins d’1 minute. Tout au long de la procédure expérimentale, les animaux seront soumis à des ponctions sanguines, 1 à 2 fois par semaine. C’est un total de 13 ponctions sanguines (volume total de sang : 296ml) qui sera réalisé au cours des 11 semaines d’expérimentation. Du fluide oral individuel sera également collecté (0,5 ml de salive) à onze reprises au cours de la procédure. Tous ces actes sont réalisés par un personnel expérimenté et sont effectués le plus rapidement possible (les prélèvements prennent environ 1 min. et 30 sec.). A l’issu de ces actes, les animaux sont récompensés par la distribution d’une friandise type sirop de grenadine.

Impact sur les animaux

La vaccination avec le vaccin inactivé peut provoquer de la fièvre pendant les 24h suivant l’injection du vaccin. Suite à l’inoculation du VMA, les animaux vaccinés peuvent aussi présenter de la fièvre de J2 à J8, une baisse d’appétit et une perte de poids. Les animaux pourront également présenter des troubles respiratoires (ex : toux) et neurologiques (ex : tremblement). Aucun symptome sévère n’est attendu, les animaux étant vaccinés avec un vaccin ayant une bonne efficacité. Toutefois, un soin particulier sera apporté au suivi clinique quotidien de chaque porc. Un suivi rapproché sera mis en œuvre dès que l’évolution de l’état de santé d’un animal le nécessitera. L’animal concerné sera observé le matin, en début d’après-midi et en fin de journée (y compris le week-end) afin d’évaluer l’évolution de son état de santé et de procéder à sa mise à mort en cas d’atteinte de l’un des points limites. Enfin, les prélèvements multiples peuvent engendrer un stress chez l’animal. Pour limiter ce stress, les prélèvements sont réalisés par du personnel expérimenté afin de minimiser au maximum leur durée et l’inconfort qu’ils peuvent provoquer.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort afin de récolter les organes d’intérêts pour analyses.

Remplacement

Pour répondre aux objectifs de ce projet, il n’y a aucune possibilité de remplacement du modèle animal par une étude in vitro ou in silico. En effet, nous avons besoin d’un organisme entier capable d’induire la production d’anticorps suite à la vaccination et à l’infection virale. Ce mécanisme immunitaire est complexe et ne peut pas être reproduit par d’autres modèles (in vitro, ex vivo et in silico).

Réduction

Le nombre de 4 porcs est l’effectif minimal pour avoir une forte probabilité (93,8%) d’atteindre notre objectif de détecter dans au moins 1 porc les anticorps d’intérêt pour les caractériser finement (données obtenues sur la base de nos connaissances préalables et en utilisant la loi binomiale).

Raffinement

L’expérimentation sera conduite dans le respect de l’éthique et du bien-être des animaux. Les animaux seront répartis dans 1 animalerie contenant deux parcs. Du début à la fin de la procédure, chaque parc accueillera 2 animaux. Les porcs seront alimentés et abreuvés à volonté. 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 type "mordille", "tourniquet", etc. Après chaque prélèvement, une récompense type grenadine leur sera distribuée. Une attention particulière sera apportée au suivi clinique de chaque animal pendant toute la durée de la procédure expérimentale. Des points limites précoces ont été définis et seront appliqués.

Choix des espèces

Le porc est l’espèce cible du virus de la maladie d’Aujeszky. Il est donc la seule espèce adaptée aux objectifs et aux conditions de cette procédure. Les porcs seront sevrés à 4 semaines d’âge. Ils seront vaccinés à 8 semaines d’âge puis à 11 semaines, ce qui correspond à l’âge préconisé par le fabricant de vaccin. Les animaux seront ensuite inoculés par le virus de la maladie d’Aujeszky à 13 semaines d’âge, soit 2 semaines après le rappel vaccinal afin de s’assurer que la réponse immunitaire post-vaccinale soit bien établie. Enfin, la deuxième inoculation de virus aura lieu à 16 semaines d’âge. Les 3 semaines d’intervalle entre les deux inoculations sont nécessaires pour laisser le temps au système immunitaire de mettre en place une réponse post-challenge.

L'évaluation réglementaire de dispositifs oculaires implantables mobilise 40 chiens et 200 cochons, tous tués à l'issue, dans des procédures classées en souffrance modérée. Les animaux reçoivent des prélèvements sanguins hebdomadaires, sont anesthésiés pour l'imagerie et l'implantation chirurgicale, une lésion oculaire pouvant être provoquée avant la pose du dispositif. La mise à mort sert à l'examen nécropsique et histopathologique des tissus, censé établir la tolérance locale et la durabilité de l'implant. Le RNT présente ces atteintes comme identiques à celles d'un futur patient humain, cadrage qui déplace la finalité vers la validation industrielle du produit.

Objectifs

Les dispositifs implantables chirurgicalement sont des dispositifs médicaux conçus pour être insérés en totalité ou partiellement dans le corps humain, ou à remplacer une surface épithéliale, grâce à une intervention chirurgicale et à demeurer après l'intervention de façon temporaire ou définitive, pour soutenir les fonctions d'organes ou de tissus spécifiques, surveiller les activités physiologiques ou administrer des médicaments. Les pathologies oculaires entrainent des lésions qui peuvent affecter gravement la vision de manière irréversible. Ces pathologies sont multiples et peuvent atteindre les différents segments de l’œil, comme par exemple: la dégénérescence maculaire liée à l’âge, l'hyperpigmentation focale, la rétinopathie chronique, le décollement de rétine, la néovascularisation, la cataracte, la glaucome, les pathologies de la cornée… Plusieurs pathologies de cécité résultent aussi de la perte des récepteurs ou des cellules de la rétine qui communiquent l’information visuelle au cerveau via le nerf optique. Différentes stratégies thérapeutiques avec dispositifs sont à l’étude comme par exemple des approches pharmacologiques, les thérapies génique ou cellulaire, ou les prothèses rétiniennes qui permettent de proposer une solution aux patients ayant perdu la vision en réactivant les cellules rétiniennes résiduelles par stimulations électriques par dispositif électronique. Ce projet de recherche se déroulera dans deux Etablissements Utilisateurs (EU 1/2 et 2/2) s’intéresse aux nouvelles approches thérapeutiques pour traiter les pathologies oculaires. L’objectif est de conduire des études permettant d’évaluer de nouveaux dispositifs médicaux implantables, de nouvelles approches chirurgicales visant à restaurer la vision et les fonctions altérées de l’œil. Les différentes itérations de prototypes des dispositifs doivent être confrontées au modèle animal de grande taille qui permet de respecter les contraintes anatomiques trouvées chez l’homme en reproduisant fidèlement le contexte clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire visé pour les futures applications humaines. Les objectifs du projet sont doubles : raffiner les prototypes pour en geler les versions jugées efficaces (efficacité) et sécuritaires (innocuité) dans la phase initiale du projet, ces versions entreront alors dans la phase règlementaire du projet pour valider les dispositifs, méthodes et techniques selon la règlementation en vigueur (ISO 10993, BPL OCDE, GLP FDA 21 CFR part 58).

Bénéfices attendus

L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité, de l’efficacité et de la sécurité des implants pour améliorer leur tolérance et éviter leur rejet et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation et le traumatisme tissulaire, corollaires de ces interventions et qui handicapent les patients, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients avec des durées d'hospitalisation et de convalescence réduites.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim ,lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - En fonction des besoins et préalablement à la procédure d'évaluation du dispositif, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive, - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale avec prise en charge multimodale de l'analgésie pré, per, et post-opératoire avec l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés, la protection et la surveillance des plaies, la surveillance du reveil d'anesthésie dans des espaces calmes et spécialement aménagés avec évaluation et scoring de la douleur réguliers, ou la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux avec surveillance des signes de douleur par des Techniciens spécialement formés supervisés par des Véterinaires).

Devenir

Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des examens ophtalmologiques ou d'imagerie par exemple) et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs testés dans le projet.

Remplacement

La validation des dispositifs médicaux implantables et des méthodes techniques innovantes dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. Le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes afin de reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients est indispensable. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur l'animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.

Réduction

Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Pour réduire le nombre d’animaux, des sélections par méthodes d’imagerie non invasives sont mises en place (IRM, Scanner, Echographie, RX …), permettant par exemple une reconstruction 3D des structures d’intérêt. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.

Raffinement

Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en oeuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateaux techniques opératoires et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Un suivi de la température est réalisé pendant toute la procédure d'implantation chirurgicale et des dispositifs de maintien de la normothermie tels que le système de couverture de réchauffement Bair Hugger© ou des tapis chauffants sont utilisés. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, des protocoles de prises en charge de la douleur sont systématiquement appliqués (AINS et/ou opioïdes). Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux ou individuellement pour les besoins de l'étude, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet. Les transports d'animaux réalisés entre les 2 EU (35 km) seront réalisés à l'aide de véhicules de types camionnettes fermées ayant reçu une autorisation AT1 délivrée par la DDPP, ventilés, climatisés et spécialement équipés pour le transport des animaux vivants (dispositifs d'abreuvement, tapis antidérapants ou cages de transport, suivi et enregistrement des températures lors des trajets, système de surveillance vidéo des animaux). Les personnels en charge sont formés et titulaires du certificat de convoyeur (CCTROV) et le transport est validé par un Vétérinaire. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour évaluer les dommages réellement subis par les animaux.

Choix des espèces

Les dispositifs testés dans ce projet doivent l’être sur une anatomie semblable à celle de l’Homme avec les mêmes dimensions. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme appropriés à cette fin. - Les yeux des porcins et des canins sont en fonction de leurs structures anatomiques les plus semblables à ceux de l'Homme, - Les processus de réparation tissulaire et de cicatrisation est similaire à celui observé chez l'homme, - La taille relative de ces modèles animaux et des organes visés dans ce projet sont compatibles avec l'utilisation d'équipements de chirurgie ophtalmologique, de chirurgie interventionnelle et d'imagerie standards utilisés chez l'Homme. Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme.