Cochons

320 porcs vont être utilisés, la moitié tuée à l'issue et l'autre renvoyée en élevage, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La moitié est opérée sous anesthésie pour la pose d'un cathéter jugulaire et d'un capteur de température, subit des prélèvements sanguins de 140 ml par cinétique et une exposition à des chaleurs de 30 à 35 °C, pour étudier les effets des vagues de chaleur sur l'élevage porcin. Le porteur indique qu'une hyperthermie au-delà de 41,5 °C entraîne l'euthanasie et héberge chaque porc seul dans une loge de 2 m². Il précise que 160 porcs équipés d'un cathéter ne seront "pas commercialisables" et destine les résultats à la filière porcine.

Objectifs

Le dernier rapport du GIEC confirme les tendances globales d’une augmentation de la température moyenne et de la fréquence d’évènements extrêmes (anomalies thermiques de type vagues de chaleurs, sécheresses prolongées, tempêtes, etc..) dans le futur. Il est maintenant acquis que les perturbations bioclimatiques dues au changement climatique auront un impact sur les systèmes de production via des effets cumulés sur les ressources alimentaires, sur l’environnement sanitaire et sur les performances et le bien-être des animaux. A moyen et long termes, l’adaptation des systèmes d’élevage au changement climatique est donc un enjeu majeur pour garantir la durabilité des exploitations et des filières animales. Chez le porc, les effets d’une exposition prolongée à la chaleur sont bien connus. La réduction des performances est en grande partie liée à une réduction de la consommation d’aliment qui est considérée comme une adaptation pour réduire sa production de chaleur métabolique. Contrairement aux effets d’une exposition prolongée, les effets à court, moyen et long termes d’un stress thermique aigu de type vague de chaleur sont peu décrits chez les porcs. Par ailleurs, nos premiers résultats indiquent qu'il est nécessaire de mettre en place des stratégies d'adaptation spécifiques pour limiter les effets à court et long terme des vagues de chaleur estivales. L'objectif de ce projet est de conduire des études pour poursuivre la caractérisation des effets d'un stress thermique aigue sur la physiologie, le bien-être et les performances des porcs et de tester des stratégies alimentaires pour atténuer ces effets et améliorer la récupération des animaux dans les semaines suivant la ou les vagues de chaleur.

Bénéfices attendus

Au-delà de la production de connaissance sur un sujet émergent et important pour la filière porcine, les résultats de ces essais devraient nous permettre de faire des préconisations auprès des différents acteurs de la filière (firmes services, fabricants d'aliment, éleveurs)

Procédures

Opérations chirurgicales sous anesthésie générale (durée =1 heure) pour équiper les animaux d'un cathéter veineux et d'un capteur de température interne. 50 % des animaux déclarés dans la demande d'autorisation de projet seront concernés. Prélèvements de sang en cinétique via le cathéter jugulaire (durée totale de 6 heures) : nous allons réaliser une cinétique de prélèvements 5 fois pendant l'essai. Pour chaque cinétique, 20 prélèvements de 7 mL seront effectués au cours de 24 h, soit un volume total de 140 mL par porc à chaque cinétique, correspondant à 3 % du volume circulant. Tous les animaux équipés d'un cathéter sont concernés. Prélèvements de sang via le dispositif vacutainer : dans les essais consacrés à la mesure des performances et du comportement des animaux. Dans ce cas, nous effectuerons au maximum 3 prélèvements par porc durant un essai (durée d'un prélèvement < 1 min). A chaque fois, 10 mL de sang sont prélevés. Seuls 50% des animaux déclarés dans la demande d'autorisation de projet sont concernés. Prélèvements de salive : 3 prélèvements/jours 5 fois pendant l'essai à l'aide d'un tampon à mâcher (durée du prélèvement = 2 min). Tous les animaux déclarés dans la demande d'autorisation de projet sont concernés.

Impact sur les animaux

Une partie des effets indésirables attendus sur les animaux est liée à leur exposition à la chaleur (de 30 à 35°C, selon les essais). Le suivi en continu de la température interne et les mesures ponctuelles du rythme des ventilations pulmonaires nous permet de détecter très rapidement les animaux en hyperthermie grave (>41,5°C pour la température interne et > 200 ventilations/min pour le rythme ventilatoire). Quand ces points limites sont atteints, les animaux sont d'abord mis hors expérience et relogés dans des conditions thermoneutres. En cas d'hyperthermie persistante, les animaux sont euthanasiés. Par ailleurs, pour des raisons liées à l'expérimentation et à la nécessité de réalisée des mesures individuelles non compatible avec un élevage en groupe (consommation d'aliment, comportement alimentaire, rythme des ventilation pulmonaires, prises de sang sériées), il est nécessaire d'héberger les animaux (60 kg en moyenne) individuellement durant toute la durée des essais dans des loges de 2 m². Dans ces conditions, les animaux ont la liberté de se mouvoir et de voir et d’interagir avec ces congénères logés dans la même salle via des "fenêtres" à barreaux (0.5*0.5) localisées dans les parois qui séparent deux loges. Enfin, le dernier risque identifié est celui lié à l'anesthésie (anesthésie gazeuse avec un mélange d'oxygène / isoflurane) pour implanter les dispositifs de contrôle de la température interne et les cathéters à la jugulaire. Le protocole de monitoring des animaux en place dans l'unité expérimentale (suivi de la spo2, rythme cardiaque) permet d'appréhender ce risque. Les prélèvements de sang et de salive étant réalisés par du personnel compétent dans le cadre de procédures où les points limites sont définis, nous ne nous attendons pas à des nuisances particulières liées aux différents prélèvements.

Devenir

Sur les 320 porcs, 160 animaux ne seront pas commercialisables car équipés d'un cathéter et de par la nécessité de réaliser des prélèvements de tissus une fois l'animal euthanasié.

Remplacement

Le remplacement n’est pas possible car l’utilisation d’animaux est inhérente au type d’étude (mesure des impacts du changement climatique et en particulier des vagues de chaleur estivales et test de stratégies d'adaptation) impact de la conduite alimentaire sur les réponses des porcs charcutiers aux vagues de chaleur).

Réduction

Dans chaque étude du projet, nous avons réduit le nombre d’animaux au minimum statistique en fonction des mesures effectuées. Le nombre de sujets nécessaires/traitement expérimental à inclure dans une étude afin d'obtenir des résultats statistiquement significatifs pour une puissance de test donnée a été calculé en utilisant une procédure mathématique adaptée pour deux caractères d'intérét majeur (l'ingestion rapportée au poids métabolique et la température interne). Ces calculs basés sur la moyenne et l'ecart type des 2 caractères mesurés à partir des essai précédents indiquent qu'il est nécessaire de mesurer au moins 8 animaux/traitement pour mettre en évidence des différences significatives entre nos traitements. En d'autres termes, sur une étude de 32 animaux, 4 traitements pourront être testés.

Raffinement

Toutes les mesures seront réalisées par du personnel formé et expérimenté. Les animaux bénéficieront d’un suivi très proche par les techniciens en expérimentation ainsi que par les différents intervenants. Toute intervention potentiellement douloureuse ou stressante sera contrôlée, et les animaux suivis dans les minutes ou heures qui suivent. En cas de souci de santé, le vétérinaire sera consulté et les animaux traités en conséquence. Le suivi des animaux via un capteur de température embarqué en remplacement d'une prise de température manuelle, nous permet de limiter les interactions avec les animaux et le stress engendré par ce type de mesure tout en améliorant la qualité de la mesure. Le recours à une cathéterisation veineuse pour faire des cinétiques sanguines permet de réduire significativement le niveau de stress induit par un prélèvement ponctuel de sang qui demande une immobilisation de l'animal au lasso nasal. En accord avec le principe d'amélioration, des points limites sont fixés pour chaque interventions sur les animaux. Ces points limites declanchent automatiquement une ou des décisions pour minimiser la souffrance des animaux selon un plan de prise en charge détaillé prévue au moment de la rédaction du plan de l'étude. Ce plan inclus notamment des critères explicites et détaillés de décisions, qui seront utilisés pour déterminer si l'animal sera retiré de l'étude, soigné ou euthanasié.

Choix des espèces

- Le porc ne peut pas être remplacé par une espèce modèle compte tenu de la spécificité de ses réponses de thermorégulation (le porc ne possède pas de glandes sudoripares actives). - Nous avons choisi de travailler sur le porc en croissance finition car ce stade représente la plus grande partie des effectifs animaux au sein d'un élevage de porc et est connu pour être très sensible à la chaleur (en particulier en finition) - Nous avons choisi de travailler sur des animaux croisés et à la fois sur les mâles entiers et les femelles pour produire des résultats compatibles avec les populations en production. - Nous travaillerons sur des animaux avec un poids vif moyen minimal de 60 kg ce qui correspond au poids vif moyen des porcs en élevage commercial.

21 porcelets vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont inoculés par voie veineuse avec la bactérie Streptococcus suis, puis soumis à des écouvillonnages des amygdales et des prises de sang hebdomadaires, avant mise à mort pour prélèvements. Le porteur indique que l'infection peut provoquer de la fièvre, des troubles articulaires et des symptômes méningés, et prévoit d'ajuster la dose à la dose minimale infectante. Il étudie la transmission de cette bactérie entre porcelets et présente le porc comme la "seule espèce adaptée", en tant que cible naturelle de l'agent.

Objectifs

Ce projet est dans le prolongement d’une précédente saisine dont l’objectif était d’évaluer l’efficacité d’un autovaccin (visant une streptococcie à sérotype 9) administré à des truies en gestation sur leurs descendances. Si nos investigations ont permis de mettre en évidence une transmission horizontale directe de Streptococcuis suis sérotype 9 entre les porcelets issus de truies inoculées avec la bactérie et/ou vaccinées avec un autovaccin, la transmission de la bactérie entre des porcelets Exempts d’organismes pathogènes spécifiés (EOPS) issus de truies elles mêmes EOPS n’a à ce jour jamais été étudiée. Ces connaissances sont nécessaires afin de valoriser le travail réalisé depuis plus de 3 ans par notre laboratoire sur cette bactérie responsable de troubles méningés caractéristiques chez le porc. L’objet de cette présente saisine est donc d’évaluer la transmission horizontale directe de Streptococcus suis sérotype 9 chez des porcelets EOPS issus de truies EOPS. Une seule procédure expérimentale sera conduite. L’expérimentation sera menée sur 21 porcelets au total répartis dans 4 groupes : un groupe de porcelets inoculés par voie veineuse avec une souche de sérotype 9 (Groupe « Inoculé »), un groupe de porcelets placés au contact direct des porcelets du groupe « Inoculés » (Groupe « Contact »), un groupe de porcelets inoculés hébergés dans une animalerie indépendante (Groupe « Contrôle ») et un groupe de porcelets témoins hébergés dans une animalerie indépendante (Groupe « Témoin »).

Bénéfices attendus

Streptococcus suis est une bactérie dite zoonotique, ou transmissible à l’Homme, répandue dans les élevages porcins. Elle est responsable de graves affections (méningite, septicémie et polysérites) pouvant entraîner des pertes économiques importantes (réduction des performances zootechniques des animaux affectés, détérioration de la qualité des carcasses, élévation du taux de pertes et de saisies à l’abattoir, etc.). Cette bactérie est généralement enveloppée d'une capsule recouverte d'antigènes. En fonction de la nature de ces antigènes, 29 sérotypes ont été décrits au sein de l'espèce Streptococcus suis. Le sérotype le plus souvent impliqué dans les infections à Streptococcus suis (ou Streptococcie) en France est le sérotype 2. Cependant, une émergence du sérotype 9 a été observée ces dernières années sans que l’on puisse réellement l’expliquer. Le contrôle de l’infection des animaux par cette bactérie est généralement difficile et les mesures de prévention aléatoires. En élevage, l’antibiothérapie constitue un des élements de l’arsenal thérapeutique. Cependant, son utilisation doit être limitée en raison de résistances développées par les bactéries vis-à-vis de certains antibiotiques. Une des méthodes alternatives pour lutter contre Streptococcus suis repose sur la vaccination et plus précisément, dans la mesure où aucun vaccin commercial n’est disponible, sur l’utilisation d’autovaccins. Ces derniers sont préparés à partir de germes pathogènes isolés d’un sujet malade d’un élevage et sont administrés aux animaux de ce même élevage. Les autovaccins sont utilisés pour prévenir les infections à Streptococcus suis chez les truies ou les porcelets sans que leurs efficacités ne soient clairement démontrées. Quelles que soient les stratégies utilisées, médicamenteuse ou vaccinale, les porcs ayant survécu à l’infection et séjournant dans l’élevage, continuent à héberger la bactérie au niveau des voies respiratoires supérieures et des amygdales (portage amygdalien). Ces porcs cliniquement sains et porteurs de Streptococcus suis représentent un danger pour leurs congénères mais également le personnel en contact avec les animaux (éleveurs, vétérinaires, personnel d’abattoir). Acquérir des connaissances sur la transmission de cette bactérie pathogène apportera des éléments pour comprendre la dynamique de contamination au sein de groupes d’animaux et ainsi aider à mieux gérer cette zoonose dans les élevages.

Procédures

Tous les animaux (n=21) seront inoculés par voie veineuse avec soit du diluant stérile soit l'inoculum bactérien : une seule fois au cours de la procédure, et en moins de 10 secondes. Pour ce qui concerne les prélèvements sur animal vigile, des écouvillonnages amygdaliens seront réalisés sur chacun des porcs une fois avant le jour de l’inoculation, puis 1 fois par semaine pendant 3 semaines (soit 4 interventions). A chaque jour de prélèvement, un écouvillonnage amygdalien sera effectué sur les porcs inoculés par Streptococcus suis et les porcs contacts et témoins (n=21 animaux). Des ponctions sanguines seront réalisées une fois par semaine à compter du sevrage jusqu’à la fin de l’expérimentation pour suivre la séroconversion et deux fois au cours de la première semaine suivant l’inoculation (suivi de la bactériémie), soit 7 interventions au total. Afin de limiter la contention des animaux, les écouvillonnages amygdaliens seront réalisés en même temps que les ponctions sanguines. La réalisation d’un écouvillonnage amygdalien et d’une prise de sang est effetuée en moins de 30 secondes.

Impact sur les animaux

L’infection expérimentale avec Streptococcus suis est généralement symptomatique chez les porcelets de 6 semaines. Ils peuvent présenter de l'hyperthermie, des troubles articulaires et des symptômes méningés. Cependant la sévérité clinique peut être limitée lorsque la dose d’inoculation est ajustée à la dose minimale infectante. C’est la dose que nous utiliserons dans cette procédure expérimentale. Toutefois, un soin particulier sera apporté au suivi clinique quotidien de chaque porc. Ils seront examinés a minima au cours de deux visites quotidiennes pendant les 10 premiers jours suivant l’inoculation. Des visites supplémentaires seront instaurées autant que de besoin. Au-delà de ces 10 jours, si l’état de santé des animaux le permet, ils seront examinés une fois par jour. Dans les cas où l’infection conduirait à une altération importante de l’état de santé, à une atteinte des points limites préalablement définis, les porcs seront mis à mort afin qu’ils ne souffrent pas.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort par une méthode permettant la récolte de prélèvements de bonne qualité.

Remplacement

L’expérimentation consistant à étudier la transmission horizontale de l’agent infectieux par contact direct, il n’y a aucune possibilité de remplacement du modèle animal par une étude in vitro ou in silico.

Réduction

L’expérimentation conduite sera faite dans le respect de l’éthique et du bien-être des animaux. Ce protocole expérimental est pensé de façon à minimiser le nombre de porcs utilisés tout en menant une étude suffisamment puissante pour avoir des résultats statistiquement significatifs. Nos études antérieures montrent qu’il est indispensable d’avoir au minimum trois porcelets inoculés et des groupes de 6 porcelets pour considérer la variabilité inter-individuelle des animaux pour avoir une pression d’infection suffisante pour reproduire une colonisation des amygdales et/ou la maladie. Dans la mesure où nous avons déjà mis en évidence une exacerbation de l’infection lorsque des animaux inoculés sont en contact direct avec d’autres qui ne le sont pas, un groupe « Contrôle » constitué uniquement d’animaux inoculés est inclus dans cette procédure expériementale. Ce projet impliquera au total 21 porcs EOPS.

Raffinement

Les porcs seront élevés en groupe stable, bénéficieront d’un enrichissement social et auront à leur disposition des objets manipulables (jouets type boule fixée à l’extrémité d’une chainette, tourniquet et mordilles). Ils seront nourris et abreuvés à volonté. Les animaux feront l’objet d’un suivi clinique rapproché. Ils seront examinés a minima au cours de deux visites quotidiennes pendant les 10 premiers jours suivant l’inoculation. Des visites supplémentaires seront instaurées autant que de besoin en fonction de l'évolution de l'état de santé des animaux. Au-delà de ces 10 jours, si l’état de santé des animaux le permet, ils seront examinés une fois par jour. En cas d’atteinte de points limites préalablement définis, les porcs seront mis à mort afin qu’ils ne souffrent pas. Un système de récompense sera proposé aux porcs une fois l’ensemble des prélèvements réalisés afin d’associer un moment positif aux manipulations opérées pour les besoins du projet (distribution de sirop de grenadine grâce à une seringue drogueuse).

Choix des espèces

Le porc est l’espèce cible de Streptococcus suis. Il est donc la seule espèce adaptée aux objectifs et aux conditions de la procédure expérimentale. Les animaux impliqués dans la procédure auront en moyenne 4 semaines de vie au début de l’étude et entre 6 et 7 semaines de vie au moment de l’inoculation. Le modèle expérimental a été précédemment validé à cet âge ce qui permet de s’affranchir d’une étape de validation.

48 porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacun subissant deux interventions chirurgicales sous anesthésie et un prélèvement de 30 ml de sang. Une matrice trachéale décellularisée est implantée dans un muscle pour tester sa vascularisation, avec ou sans immunosuppresseur, en vue d'un futur remplacement de trachée chez l'enfant. Le porteur indique que tous seront tués à l'issue de la seconde intervention pour prélever la matrice, tout en évoquant par ailleurs un possible retour à la ferme pour une partie des animaux. Il présente le recours à l'animal comme "indispensable" avant des essais cliniques, le porc ayant une trachée proche de celle de l'homme.

Objectifs

Chez l’enfant, plusieurs pathologies trachéales congénitales en échec de traitement pourraient bénéficier d’un remplacement trachéal. A ce jour, il n’existe pas de stratégie consensuelle. La technique de décellularisation par ingénierie tissulaire est une stratégie prometteuse : l’élimination des cellules, de leur matériel génétique et de leurs antigènes permet d’obtenir une biocompatibilité accrue avec un risque de rejet faible ; d’autre part, le respect des propriétés biochimiques et biomécaniques de la matrice extracellulaire garantit les capacités de biointégration, limite les risques de malacie cartilagineuse et évite la pose d’un stent prolongé. Nous avons fait le choix de la décellularisation et avons développé une technique fiable et reproductible d’obtention d’une matrice trachéale décellularisée. La première phase du remplacement trachéal est une étape préliminaire de maturation. Elle consiste à implanter la matrice dans un muscle afin d’obtenir une vascularisation adéquate pour assurer la survie du greffon. La néovascularisation induite permet la biointégration et la colonisation cellulaire ; en contrepartie, elle expose également la matrice extra-cellulaire a des phénomènes immunitaires de réaction à corps étranger. Cette réponse non spécifique peut induire une biodégradation rapide et/ou fibrose et sténose. Pour cette raison, l’utilisation d’un traitement immunosuppresseur provisoire durant la phase de maturation pourrait être bénéfique, a fortiori chez l’enfant, chez qui les indications de remplacement sont exceptionnellement tumorales. Ce projet a pour objectif principal de comparer, avec et sans traitement immunosuppresseur, la biointégration d’un substitut trachéal lors de la phase de maturation de la matrice. L’objectif secondaire de ce projet est d’évaluer la durée minimale de maturation pour obtenir une néovascularisation efficace.

Bénéfices attendus

En plus des résultats cliniques, mitigés, déjà publiés, l’une des raisons empêchant un passage en clinique des biomatériaux pour un remplacement trachéal est l’absence d’étude rigoureuse préclinique, dans un modèle animal représentatif de l’anatomie humaine. Ce projet est la première étude systématique de biointégration de MTD dans un modèle porcin. Les bénéfices à court terme seront (1) la connaissance des mécanismes immunologiques en jeu dans la biointégration d’un tissu décellularisé, (2) la détermination de la durée adéqutae de préparation de la matrice à l’implantation afin d’obtenir une vascularisation efficace, (3) l’étude de l’efficacité et la pertinence d’un traitement immunosuppresseur dans un modèle porcin. Les bénéfices à long terme de cette étude seront la preuve de concept de la bio-intégration d’une matrice décellularisée et le passage en clinique pour des remplacements trachéaux. De plus, des résultats positifs permettront d’élargir les indications aux sténoses trachéales courtes. L’interposition d’un tissu biocompatible pourrait être une aide chirurgicale pour limiter les tensions des sutures et les sténoses secondaires. Enfin, le recours à un tissu biocompatible pour d’autres indications de chirurgie des voies aériennes pourrait être possible, notamment pour les chirurgies de sténose du larynx.

Procédures

24 porcs auront deux interventions chirurgicales sous anesthésie générale. La première intervention dure 60 minutes. La deuxième dure 45 minutes. Un prélèvement sanguin de 30 mL sera réalisé lors de chaque anesthésie générale. Les interventions auront lieu sur une période de 15 jours à 60 jours, en fonction des sous-groupes.

Impact sur les animaux

La première intervention peut être génératrice de stress et de douleur modérée dont la durée prévisible est de 3 à 4 jours. L’infection du site opératoire est une complication potentielle. Le prélèvement du muscle sterno-céphalique peut entrainer des douleurs modérées à la mobilisation de la tête. Il n’y pas de trouble de déglutition attendu. La perte de poids, sauf cause infectieuse, n’est pas attendue. Pour les animaux qui auront un traitement par immunosuppresseurs, la susceptibilité aux infections est augmentée durant toute la durée du traitement.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à l’issue de la deuxième intervention pour prélèvement de la matrice trachéale implantée, et pour le prélèvement de la trachée native.

Remplacement

Le remplacement n’est pas possible car l’étude porte sur la bio-intégration d’un substitut au sein d’un organisme vivant complexe (avec une anatomie proche de celle de l’homme). Il n’y a ni modèle in vitro ni modèle in silico. Par ailleurs, cette étude n’a pas été rapportée par une autre équipe à ce jour. Le recours à l'expérimentation animale est indispensable pour ce projet avant la réalisation d’essais cliniques chez l’homme.

Réduction

Nous avons déjà débuté les procédures chirurgicales d’implantation sterno-céphalique (Procédure 1) sur des porcs mis à mort dans d’autres expérimentations animales. Ces chirurgies préliminaires nous permettent d’affiner et de perfectionner les techniques chirurgicales au prélable. Cette stratégie nous permet de ne pas créer de sous-groupe d’étude préliminaire. Le nombre total d’animaux a été calculé en respectant les critères pour une analyse statistique non paramétrique par échantillons appariés. Pour des analyses significatives comparatives, le nombre de 4 animaux dans chaque bras (avec ou sans traitement) pour chaque durée de maturation (J15, J30 ou J60) a été défini a priori, soit 24 animaux au total. Le critère d'évaluation principal est l’activité inflammatoire au sein de la MTD. Les paramètres étudiés seront : la nécrose du muscle sterno-céphalique, la dégradation de la MTD, la présence de trous au sein de la MTD, la réduction de calibre, la quantité d’anticorps antiHLA, la quantité d’ADN circulant, l’infilitration cellulaire et sa caractérisation, les taux plasmatiques de cellules inflammatoires et le taux de cytokines. Lors de l’explantation de la MTD maturée, la trachée native réséquée est prélevée pour des études histologiques, immunologiques et biomécaniques. Les prélèvements non utilisés seront cryopréservés ou fixés pour une possibilité d’étude rétrospective sans recourir à de nouvelles expérimentations animales. Enfin lors de la mise à mort, sur le principe de la mutualisation des prélèvements, d’autres tissus du porc pourront également être mis à disposition de nos collaborateurs dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés, de manière globale, en expérimentation animale.

Raffinement

La méthodologie utilisée nous permettra d’assurer l’absence de souffrance inutile et le bien-être des animaux. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum; le milieu est enrichi). Le vétérinaire référent du Laboratoire passera une fois par semaine voir les animaux 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. Afin d’éviter une surinfection de la zone de greffe, une antibioprophylaxie systématique sera administrée. 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 pour raisons humanitaires. Pour les porcs qui seront mis à mort à 60 jours, un retour à la ferme sera envisagé.

Choix des espèces

Parmi les différents modèles animaux envisageables (rongeurs, lapins, chèvre, mouton, porc), le porc a une trachée dont les caractéristiques anatomiques et biomécaniques se rapprochent le plus de celle de l’homme. De plus, des modèles de porcs bénéficiant de remplacement trachéal par aorte cryopréservée ou par substitut trachéal ont déjà été étudiés et publiés. Enfin, les mécanismes immunologiques porcins ont été bien décrits. Cette connaissance établie facilitera notre analyse de la réaction inflammatoire potentielle sur le site de greffe, avec ou sans traitement immunosuppresseur. Animaux mâtures sexuellement pour limiter la croissance des tissus, plus intense chez chez les animaux en croissance (juvéniles). L'âge est relativement secondaire en revanche nous visons des animaux dont le poids est stabilisé entre 45 et 60 kg. Cette stabilité (relative) du poids est habituellement atteinte entre 12 et 18 mois.

180 animaux non-humains, 90 cochons et 90 moutons, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent des prélèvements sanguins réguliers, des anesthésies générales et des interventions chirurgicales pouvant durer plusieurs heures pour l'implantation de dispositifs médicaux, avant une autopsie et une analyse des tissus. Le projet évalue des dispositifs et techniques chirurgicales pour la santé gynécologique et obstétricale des femmes. Le porteur qualifie le recours à l'animal vivant d'"indispensable" et d'"incontournable", en le présentant comme une obligation réglementaire pour valider les dispositifs implantables.

Objectifs

La santé de la Femme regroupe l’ensemble des spécialités et domaines de la médecine s’intéressant à diagnostiquer, soigner et guérir les troubles, désordres, pathologies ainsi que leurs suites, comme les affections gynécologiques et de la sphère génitale (organes génitaux internes et externes et appareil suspenseur), les troubles obstétricaux, les dysendocrinies, l’infertilité, les pathologies de la glande mammaire comme le cancer du sein et ses conséquences, ou à assurer le suivi des cycles hormonaux ou de certains états physiologiques comme la grossesse par exemple. Le développement des techniques et méthodes d’imagerie et de chirurgie interventionnelles, l’essor de la thérapie génique et cellulaire ou la découverte et l’amélioration des connaissances vis-à-vis de nouvelles entités pathologiques comme par exemple l’endométriose dont la lutte est une stratégie nationale depuis 2021, permettent d’envisager le développement de nouvelles techniques chirurgicales et dispositifs médicaux implantables pour améliorer la santé des patientes, et parfois aussi celle du fœtus ou du nourrisson. On entend par dispositif implantable tout dispositif destiné à être implanté de façon invasive en totalité dans le corps humain ou à remplacer une surface épithéliale grâce à une intervention chirurgicale et à demeurer en place après l'intervention. L'évaluation et le développement des nouveaux dispositifs, méthodes et techniques chirugicales en faveur de la santé de la Femme, pour le diagnostic et le traitement des pathologies gynécologiques et obstétricales par des méthodes de chirurgie standard et mini-invasives requièrent une phase pré-clinique de recherche et de développement. La réponse tissulaire et les modifications anatomophysiologiques au cours des cycles ne peuvent être simulés à l’heure actuelle par des méthodes de remplacement. Durant ce projet le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes pour reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patientes est indispensable. Les objectifs du projet sont doubles : raffiner les prototypes pour en geler les versions jugées efficaces (efficacité) et sécuritaires (innocuité) dans sa phase initiale, puis ces versions entreront alors dans la phase règlementaire du projet pour valider les dispositifs/méthodes/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 patientes, une amélioration de la durabilité et de l’efficacité des implants pour éviter leur rejet, et ainsi les ré opérations parfois multiples des patientes, pour réduire les temps de cicatrisation qui handicapent les patientes, et réduire le traumatisme tissulaire, corollaire de ces interventions, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections par le 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.

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 mise à jeun (12 heures) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - les suites post-opératoires (inflammation, douleur : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique), pour cela des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple la protection des plaies, l'usage de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur).

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 scanners, IRM 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 dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. La réponse tissulaire, les cycles hormonaux et les modifications anatomo-physiologiques correspondantes en particulier durant la grossesse ne peuvent être simulés à l’heure actuelle par des méthodes de remplacement. 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 patientes est indispensable. En effet leur utilisation in fine chez les patientes 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 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 œuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateau technique opératoire 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. 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 (Anti-Inflammatoires Non Stéroïdiens 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 détaillés dans la procédure ANIM-WI-015 sont appliqués tout au long du projet. 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 qui ressemble à celle de la femme avec les mêmes dimensions, ce qui impose l’expérimentation sur des gros animaux pour mimer l’anatomie de patients humains qui vont de l’enfant à l’adulte de grande taille. Les différences interspécifiques de la nature tissulaire, de la forme, de la taille anatomique et aussi de la fonction requièrent l’emploi de plusieurs espèces différentes pour optimiser l’expérimentation et l’évaluation des dispositifs évalués dans ce projet. Les animaux utilisés pourront être des juvéniles. L'atteinte de l’objectif scientifique passe par l'utilisation d'animaux ayant une anatomie et/ou un contexte clinique (création de défect, modèle lésionnel) comparables à ceux observés chez la Femme.

150 cochons et moutons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent des prélèvements sanguins, des anesthésies générales et des chirurgies thoraciques avec pose d'implants et examens d'imagerie, avant leur mise à mort pour une nécropsie et un examen des tissus, afin d'évaluer des dispositifs pour les affections pulmonaires et thoraciques. Le porteur présente le recours à l'animal comme une obligation réglementaire et "incontournable". Il affirme qu'aucun modèle in vitro ou numérique n'est adapté et que l'expérimentation sur "organisme entier" est indispensable.

Objectifs

La chirurgie des structures thoraciques (cage thoracique, plèvre, médiastin et organes du thorax) et le traitement des affections pulmonaires et bronchiques (comme les tumeurs et les suites de cancers, les greffes, les sténoses,) se sont considérablement développés au XXe siècle avec le développement de technologies comme la vidéo endoscopie/thoracoscopie thérapeutique, de techniques chirurgicales peu invasives assistées ou non par la robotique, ou le développement de dispositifs médicaux implantables comme les stents. Il est dorénavant possible d’opérer avec une réduction importante du traumatisme tissulaire. Le développement et l’évaluation de nouveaux dispositifs, molécules, techniques pour le diagnostic et le traitement des affections du thorax, des organes thoraciques et des poumons par des méthodes/dispositifs/tissus et molécules, par des techniques de chirurgie mini-invasives, demandent une phase de recherche/développement préalable. On entend par dispositif implantable tout dispositif destiné à être implanté de façon invasive en totalité dans le corps humain ou à remplacer une surface épithéliale grâce à une intervention chirurgicale et à demeurer en place après l'intervention. Les différentes itérations de prototypes doivent être confrontées au modèle animal 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, puis ces versions entreront alors dans la phase règlementaire du projet pour valider les dispositifs/méthodes/techniques selon la règlementation en vigueur (ISO 10993, BPL OCDE, GLP FDA 21 CFR part 58).

Bénéfices attendus

Les avantages escomptés du projet sont : - Une amélioration de la sécurité et/ou de l'efficacité des implants, dispositifs et techniques évalués. - Une amélioration de la durabilité des implants (permettant par exemple d’éviter le rejet de ceux-ci et les réopérations parfois multiples des patients), la réduction de l'invasivité du geste chirurgical et des temps opératoires (permettant par exemple la réduction du traumatisme tissulaire et du risque infectieux secondaires, corollaires de ces interventions) sont d'autres bénéfices attendus du projet. - Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients, une amélioration des capacités diagnostiques de la pathologie visée peut également être obtenue.

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 mise à jeun (12 heures) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - les suites postopératoires (inflammation, douleur : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique), pour cela des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple la protection des plaies, l'usage de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur).

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 scanners, IRM 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 dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. En effet leur utilisation in fine chez les patients represente 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 leur durabilité. Il n’existe à ce jour aucun modèle in vitro ou numérique adapté pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur 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, plateau technique opératoire 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. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, une analgésie est mise en place et des protocoles de prise en charge de la douleur sont systématiquement appliqués (Anti-Inflammatoires Non Stéroïdiens 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 détaillés dans la procédure ANIM-WI-015 sont appliqués tout au long du projet. 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 qui ressemble à celle de l’Homme avec les mêmes dimensions, ce qui impose l’expérimentation sur des gros animaux pour mimer l’anatomie de patients humains qui vont de l’enfant à l’adulte de grande taille. Les différences interspécifiques de la nature tissulaire, de la forme, de la taille anatomique et aussi de la fonction requièrent l’emploi de plusieurs espèces différentes pour optimiser l’expérimentation et l’évaluation des dispositifs évalués dans ce projet. Les animaux utilisés pourront être de tous les stades de développement : juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme. Les animaux utilisés pourront être des : juvéniles ou des adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme, de l'enfant à l'adulte de grande taille.