Cochons
Evaluation de la pharmacocinétique, pharmacodynamie et la sécurité préclinique des candidats médicaments chez le miniporc génétiquement modifié (exprimant des anticorps humanisés)
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
350 miniporcs génétiquement modifiés vont être utilisés, une partie tuée pour des prélèvements terminaux et environ 125 réutilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des candidats médicaments par voie intraveineuse ou sous-cutanée de façon répétée sur deux mois, avec des prélèvements de fluides et de tissus, pour évaluer la pharmacocinétique et la sécurité de ces molécules avant leur première administration humaine. Le porteur décrit un modèle au système immunitaire "plus proche de l'Homme". Il affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit la complexité d'un "organisme entier".
Objectifs
Un médicament n’est mis sur le marché et rendu disponible aux patients qu’après une longue phase de Recherche et de Développement. Le défi majeur pour la recherche biomédicale est de découvrir de nouveaux médicaments plus efficaces et mieux tolérés. Actuellement, de nouveaux besoins et enjeux apparaissent concernant des candidats médicaments biothérapeutiques dans la recherche contre les maladies cancéreuses, les maladies rares et les maladies immuno-inflammatoires. Ce projet utilise le modèle miniporc génétiquement modifié présentant un système immunitaire fonctionnel plus proche de l’Homme en exprimant des anticorps humanisés. Ces animaux génétiquement modifiés sont plus tolérants aux médicaments biothérapeutiques. Les anticorps dirigés contre le candidat médicament dans les études précliniques peuvent réduire l’exposition des candidats médicaments, réduire leur efficacité et dans certains cas peuvent induire des effets secondaires. L’utilisation de ce modèle permet d’être plus prédictif quant à la formation dans l’organisme d’anticorps dirigés contre le candidat médicament et donc de générer des données précliniques davantage transposables à l’Homme.
Bénéfices attendus
Grâce à l’utilisation du modèle miniporc génétiquement modifié, ce projet permettra de générer des informations essentielles avant la première administration chez l’Homme et de sélectionner les candidats médicaments les plus prometteurs et/ou d’arrêter plus précocement le développement de molécules ayant un profil non satisfaisant en termes de sécurité, d’efficacité et/ou de pharmacocinétique au regard de l’indication thérapeutique.
Procédures
Les molécules sont administrées aux animaux par différentes voies (principalement intraveineuse et sous-cutanée) de façon unique ou répétée (en général hebdomadaire ou toutes les 2 à 3 semaines) sur une durée maximale de 2 mois. Des prélèvements de fluides et/ou tissus biologiques associés à une contrainte légère ou modérée de quelques minutes (en début et fin d’étude) sont nécessaires pour évaluer les effets des candidats médicaments et/ou de leurs métabolites. Leur fréquence et volume sont conformes aux recommandations éthiques en vigueur et sont réalisés sous anesthésie/analgésie quand ils sont invasifs (entre 15 et 60 minutes). Des mesures, comme par exemple la température corporelle (avec une puce électronique) et le poids (deux fois par semaine) sont réalisées en fonction de l’objectif de l’étude.
Impact sur les animaux
Les effets attendus chez les animaux seront limités à une contrainte modérée. Ces contraintes correspondent à celles de l’administration des molécules pouvant se traduire chez l’animal par exemple par une baisse d’activité, une modification du comportement de l’animal, une baisse de la consommation alimentaire, une perte de poids ou une modification de la température corporelle. Par ailleurs, les prélèvements et examens nécessaires au cours des études peuvent entraîner des nuisances de courte durée (ex : contention, isolement de l’animal de quelques heures pour le recueil d’urine).
Devenir
Ces études nécessitent souvent des prélèvements terminaux (analyse anatomo-pathologique ou quantification de l’exposition tissulaire des candidats médicaments). C’est seulement lorsque les objectifs de l’étude ne nécessitent pas ces analyses que certains animaux pourront être ré-utilisés après approbation du vétérinaire. L’estimation de ce nombre d’animaux est d’environ 30-40%.
Remplacement
Ce projet s’inscrit dans une démarche globale qui intègre revue bibliographique, modélisation in silico, tests in vitro (cellulaires et organoïdes) ainsi que des données recueillies chez les patients, ce qui permet de limiter le recours à l’animal de laboratoire. Cependant, le recours à l’animal de laboratoire est nécessaire car il n’existe aujourd’hui aucun modèle in vitro mimant la complexité des interactions (notamment via le système immunitaire) d’un organisme entier et les effets possibles d’un candidat médicament sur celui-ci.
Réduction
Le nombre d'animaux par groupe et le nombre de groupes sont définis sur des bases scientifiques (bibliographie et données historiques) et/ou avec l’apport des biostatistiques afin d'avoir un effectif minimum mais statistiquement exploitable pour pouvoir interpréter les différents effets. De plus, lorsque les objectifs d’étude le permettent et en accord avec le vétérinaire, certains animaux peuvent être réutilisés, ce qui participe à diminuer le nombre total d’animaux utilisés. Enfin, ce projet permet indirectement de réduire le nombre de primates non humains utilisés dans d’autres projets de Sécurité Préclinique grâce à l’utilisation de ce modèle miniporc.
Raffinement
Ce projet fait l’objet d’une démarche qualité rigoureuse avec la réalisation des études par du personnel formé et compétent, le respect des impératifs éthiques tels que les modalités d’administration et de prélèvements réalisés sous anesthésie-analgésie pour les plus invasifs, l’hébergement et l’enrichissement du milieu spécifique. La contrainte des prélèvements et administrations sous contention est minimisée par la mise en place d’habituations et training avec distribution systématique de récompenses alimentaires (par exemple, pour certains prélèvements sanguins, mis en hamac après training avec renforcement positif). L’état clinique des animaux est surveillé au moins quotidiennement, des pesées ou autres mesures (températures, examens sanguins, etc.) sont réalisées régulièrement afin d’anticiper au maximum l’apparition de toute douleur et de mettre en place des mesures spécifiques (changement de dose, arrêt anticipé de l’étude, mise en place de soins de support ou analgésie) par le responsable d’étude en concertation avec le vétérinaire en application des points limites stricts et spécifiques du projet.
Choix des espèces
Le choix de cette espèce est défini par ses similitudes immunologiques à l'Homme qui font du miniporc génétiquement modifié l’espèce appropriée pour générer des données précliniques transposables à l’Homme. Les animaux utilisés sont des animaux sevrés, juvéniles ou adultes afin d’évaluer de manière satisfaisante les profils PK, PD, et toxicologiques des candidats médicaments.
Evaluation de la sécurité et de l’efficacité de différents matériaux d’embolisation sur un modèle porcin d’inflammation tendineuse.
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
60 porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une inflammation du tendon du genou leur est provoquée par injection de collagénase, un produit irritant, puis ils subissent des angiographies et une embolisation, et juste avant leur mise à mort des embolisations supplémentaires sont pratiquées sur d'autres organes comme les reins, la prostate ou l'utérus. Le porteur indique que le modèle est "maîtrisé" et qu'aucune nuisance supplémentaire n'est attendue, et signale que le projet sert aussi à former des internes en radiologie interventionnelle. Il affirme qu'il n'existe pas de méthode alternative reproduisant des conditions proches des cas cliniques.
Objectifs
Les inflammations chroniques des tendons et des articulations sont fréquentes et difficiles à soigner. C'est un problème de santé publique avec un coût médico-économique important et des arrêts de travail prolongés (douleur épaule, coude, poigner, genou) et arrêt de sport. Dans cette pathologie, des nouvelles artères (néovaisseaux) se forment et entretiennent cette inflammation. Une équipe de chercheurs rapporte que le fait de boucher ces néovaisseaux, c'est à dire de réaliser une embolisation, permet d'améliorer les patients souffrant de ces maladies chroniques. L’agent utilisé pour boucher les vaisseaux est un antibiotique, et n’a pas l’autorisation en France pour être utilisé dans les artères. Cette approche doit être validée sur un modèle animal avant de pouvoir faire des tests chez l'Homme notamment pour prouver qu'il n'existe pas de risque à priver de sang les tendons ou les articulations inflammatoires et d’étudier les différents agents d’embolisation possibles. Dans une étude précédente, notre équipe a mis au point un modèle porcin reproductible d’inflammation du tendon du genou qui associe une inflammation du tendon et le développement de vaisseaux pathologiques. Il a été utilisé pour tester l'embolisation avec des microbilles définitives, montrant l’absence de complication sévère chez l’animal. Cependant l’embolisation avec ces petites billes semble avoir des résultats nettement moins bons sur la douleur que les publications utilisant l’antibiotique comme agent d’embolisation. Dès lors, il est nécessaire d’étudier l'efficacité de cet antibiotique sur notre modèle animal, ainsi que celle de nouveau agents d’embolisation pour orienter la prise en charge future de ces patients. L’objectif de ce projet est donc de proposer notre modèle validé, reproductible et maîtrisé par les radiologues interventionnels, à différentes équipes pour tester la sécurité et l'efficacité de leurs matériaux d'embolisation.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de mieux comprendre les mécanismes d’action de l’embolisation dans la pathologie tendineuse. Ceci permettra de mieux comprendre les douleurs des patients et ainsi de leur apporter un nouveau traitement antalgique qui permettra de limiter le recours aux médicaments, soins de kinésithérapie, d’accélérer la reprise du travail et la reprise du sport. De plus, ce projet contribuera également à la formation d'internes en radiologie interventionnelle à la réalisation de gestes techniques.
Procédures
Les animaux seront impliqués dans une seule procédure opératoire qui se déroulera en plusieurs étapes : le 1er jour, induction d'une inflammation au niveau du tendon du genou du porc par injection intra-tendineuse d'une produit irritant (collagénase) sous échographie (30 min maximum). Après une semaine, réalisation d'une angiographie (examen d'imagerie d'environ 1 heure) afin de valider la présence de néovaisseaux et embolisation le cas échéant. Après deux semaines, réalisation d'une angiographie pour vérifier la réussite de l’embolisation. Juste avant la mise à mort, d'autres procédures d'embolisations pourront être réalisées sur d'autres organes (reins, prostate, utérus...) avec différents agents embolisants. L'objectif sera d'évaluer la faisabilité en vue de futurs protocoles de recherche sans avoir à utiliser de nouveaux animaux. Ce sont des méthodes mini-invasives non chirurgicales, possibles par l'accès à la carotide qui sera déjà utilisé au cours de la procédure expérimentale, et qui permet d'amener le cathéter jusqu'aux artères alimentant les différents organes (artère rénale, prostatique...). Ainsi aucune autre technique ne sera utilisée pour réaliser ces gestes supplémentaires. L'ensemble de cette dernière phase n'excèdera pas 2 heures.
Impact sur les animaux
L’étude précédente ayant permis la validation de la dose de collagénase n’a montré aucun signe d’apparition d’inconfort ou de douleur, ni de changement de comportement chez les animaux. Ainsi, le modèle étant désormais maîtrisé, aucune nuisance supplémentaire n'est attendue. Concernant les effets indésirables, devant le risque ischémique lié à l’utilisation des agents embolisants testés, il conviendra de s'assurer de l'absence de complication locale visible au niveau des cuisses de l’animal.
Devenir
Tous les animaux seront seront mis à mort en fin de procédure afin d'effectuer le prélèvement des tendons.
Remplacement
Il s’agit d’une étude ayant pour objectif de vérifier l'efficacité et la précision d'une technique interventionnelle. Il n’existe pas de méthode alternative permettant d’atteindre cet objectif dans des conditions le plus proches possibles des cas cliniques.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit en veillant toutefois de travailler sur un nombre suffisant pour obtenir une différence significative entre les groupes en cas de comparaison, ou un groupe suffisamment important pour valider un groupe pilote sur un nouvel agent. Dans un souci de Réduction du nombre d’animaux utilisés, nous souhaitons profiter de l’anesthésie générale finale, après l’artériographie et donc juste avant l’euthanasie de l’animal, pour réaliser ces gestes, similaires à ceux réalisés sur les genoux, sur d’autres organes. Cela permettra de valider leur faisabilité technique soit en prévision de projets futurs, soit pour répondre à des questions ponctuelles, sans engendrer de souffrance supplémentaire pour les animaux déjà anesthésiés profondément et mis à mort juste après, et sans nécessité d’écrire un nouveau protocole impliquant un nombre supplémentaire d’individus. Enfin, cette démarche contribuera également à la formation d'internes en radiologie interventionnelle à la réalisation de ces gestes techniques. Aucun étude statistique ne sera prévu sur ces expérimentation (étude de faisabilité).
Raffinement
Nous attacherons une importance majeure au raffinement des conditions d’hébergement et d'enrichissement pendant la période d'acclimatation d'une semaine et tout au long de la procédure. Afin de limiter leur stress, les animaux seront hébergés en groupe. L'enrichissement est réalisé en créant une zone de repos couverte de litière, leur permettant de s'allonger tous ensemble et de répondre à leur comportement de fouissement. Ils disposent également de jouets suspendus à mordiller. Ce modèle ayant été mis au point dans les mêmes conditions, toutes les techniques expérimentales ont été optimisées. Pour la phase d'injection dans le tendon, une anesthésie légère. Les gestes interventionnels (angiographie) seront toujours réalisés sous anesthésie générale afin de prévenir la souffrance et l’angoisse de l’animal, de même que la mise à mort. Lors des quelques gestes possiblement douloureux, un morphinique. La mise en place des cathéters sera réalisée sous échographie, évitant l'ouverture cutanée à l'exception de la ponction à l'aiguille.
Choix des espèces
De manière générale, le porc est un bon modèle d'étude proche de la physiologie humaine, notamment au niveau de la vascularisation, ce qui permet de se former sur l'animal avant l'usage chez l'Homme. Nous profiterons également de la mise en place de ce projet pour réaliser des formations aux radiologues interventionnels sur cette nouvelle technique d’embolisation. Les animaux sont choisis au terme du post-sevrage à l'âge de 2-3 mois, pour des raisons techniques d'une part (poids entre 25 et 35 kg, permettant des groupes homogènes) et pour des raisons de coût d'autre part.
PhotoBioModulation (PBM) : Évaluation préclinique de Sécurité, de Performance et d’Efficacité d’un nouveau dispositif médical en vue de traiter le Syndrome de Détresse Respiratoire Aigu (SDRA) par PBM sur un modèle porcin.
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
60 cochons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures que le résumé classe sans réveil alors qu'une partie décrit un suivi de huit jours. En phase aiguë, ils subissent une chirurgie de six heures avec dix prélèvements sanguins puis sont mis à mort, en phase chronique ils reçoivent un dispositif implanté par voie percutanée et des séances de photobiomodulation trois fois par jour pendant sept jours avant d'être tués au huitième. Le projet évalue ce dispositif censé traiter le syndrome de détresse respiratoire aiguë, dans la perspective d'un essai chez des patients atteints de COVID-19. Le porteur indique que le modèle porcin est "obligatoire" avant le passage chez l'humain.
Objectifs
L’objectif de notre dispositif médical est de traiter le SDRA par la PhotoBioModulation (PBM) dont le principe est d’augmenter l’affinité de l’hémoglobine pour l’oxygène et d’induire un effet anti-inflammatoire et immuno-modulateur. La thérapie par PBM n’étant pas applicable de façon externe sur l’ensemble du volume pulmonaire, nous envisageons d’utiliser notre dispositif médical par voie intravasculaire en irradiant la masse sanguine. Par ce biais, les hypothèses sont de réduire l’hypoxie pulmonaire en modulant les facteurs pro-inflammatoires circulants, de diminuer le risque pro-thrombogène et d’accélérer le processus de régénération de la barrière alvéo-capillaire. L’objectif du projet est une étude préclinique chez le porc permettant d’évaluer : - la sécurité, la performance et l’efficacité du DM implanté dans le système veineux en phase aiguë (suivi pendant 6 heures) - la sécurité et la performance du DM implanté dans le système veineux en phase chronique court terme (suivi pendant 8 jours). Notre dispositif médical a fait l’objet d’une étude antérieure de faisabilité (APAFIS#27362-2020092816379591) réalisée sur la plateforme Chauveau de l’ENVA (Maisons-alfort) sur un modèle aigu (sans réveil) d’hypoxie chez le porc.
Bénéfices attendus
Ce projet a été construit à la suite des recommandations des autorités règlementaires (ANSM). Sur la base des résultats obtenus et dans les circonstances de non-risques potentiels (sécurité, performance et efficacité du dispositif médical), un essai pilote d’étude clinique sera proposé afin d’évaluer la sécurité du dispositif médical chez des patients atteints de SARS-Cov-2 lié au COVID-19.
Procédures
Phase 1 : Cette phase est sans réveil et sera réalisée sous anesthésie générale durant toute la procédure. Les animaux seront prémédiqués, intubés et anesthésiés (mélange halogéné + O2 + air) durant toute l’intervention. L’oxymétrie sera contrôlée par un capteur approprié qui vérifiera la saturation en oxygène. En début d’intervention, les porcs seront sous un mélange O2 (à 0,5 l/min) et air à (0,5 l/min) afin d’obtenir une FiO2 autour de 52%. Cette anesthésie permettra à l’animal d’être en anesthésie profonde et sans souffrance. - La procédure chirurgicale sera réalisée sur tous les animaux, 1 seule fois, pendant 6h de procédure environ, suivi du sacrifice (animal toujours placé sous AG) - Prélèvements sanguins sur tous les animaux, 10 fois, durant les 6h de procédure. - Prélèvements des tissus et organes au sacrifice. Phase 2 : - sous anesthésie générale selon la procédure décrite en phase 1 : procédure mini-invasive d’implantation du dispositif médical par voie percutanée sur tous les animaux, suivi d’un contrôle radiologique, 1 seule fois, pendant 1h de procédure environ - sous sédation légère (kétamine + xylasine + propofol par voie IV) : - prélèvements sanguins sur tous les animaux, 1 fois (5 minutes), à J0, J2, J4, J6 et J8 - traitements par PBM sur tous les animaux (5 à 10 minutes), 3 fois/jour pendant 7 jours - sous anesthésie générale : contrôle radiographique et sacrifice de tous les animaux à J8 pour prélèvements des tissus et organes pour analyses histologiques.
Impact sur les animaux
Lors de la procédure N°1 en phase aiguë, tous les animaux seront placés sous anesthésie générale durant toute la procédure. Les effets indésirables attendus pourraient être une trop forte instabilité hémodynamique et respiratoire des animaux lors de la phase d’induction du modèle de détresse respiratoire qui nous obligerait à euthanasier l’animal durant la procédure. Lors de la procédure N°2 en phase chronique, les effets indésirables attendus pourraient être une infection au niveau du point d’introduction de notre dispositif médical au niveau du cou ainsi qu’une possible thrombose partielle de la veine jugulaire. Ces possibles effets indésirables seront minimisés au maximum en travaillant sous conditions stériles et en réalisant une antibiothérapie et une anticoagulation systématique de tous les animaux durant les 8 jours de suivi longitudinal.
Devenir
A l’issue des procédures 1 et 2, tous les animaux (placés sous anesthésie générale) seront sacrifiés par injection veineuse de Doléthal® afin de prélever les tissus (veine jugulaire) et organes (cœur, poumons) qui seront observés macroscopiquement lors de l’explantation. Ces échantillons seront ultérieurement étudiés par analyse histologique afin de nous permettre d’observer d’éventuelles lésions tissulaires et d’évaluer ainsi la sécurité de notre dispositif médical implanté in vivo.
Remplacement
Les effets de la PBM ont été testés au préalable sur des cellules cardiaques en cultures et sur des embryons de poulet. Notre dispositif médical a fait l’objet d’une étude antérieure de faisabilité sur un modèle aigu (sans réveil) d’hypoxie chez le porc et nécessite aujourd’hui une évaluation de sécurité et de performance. Le modèle préclinique (utilisation animaux) est obligatoire avant le passage chez l’homme.
Réduction
Le nombre total d'animaux a été réduit à 10 individus au maximum par groupe pour ces essais ; cet effectif permettra de détecter des anomalies ou des évènements indésirables majeurs avant une demande d'approbation d'un essai d'implantation chez l'Homme. Après expérimentation, du matériel biologique (organes, tissus) pourra être prélevé. Ces prélèvements pourront éventuellement servir pour les besoins d’autres études non liées à ce protocole, sans utiliser d’animaux supplémentaires.
Raffinement
Pour réduire le mal être de l’animal à tous les stades de nos interventions: - Nous utilisons les techniques mini-invasives pour la pose des cathéters veineux (méthode de Seldinger) - L’entrée des porcs dans la structure expérimentale est programmée de façon à fournir aux animaux un environnement optimum (mise en loge d’expérimentation au minimum 7 jours avant l’intervention…). Les porcs sont hébergés dans les conditions adaptées à leur espèce, logés sur copeaux, en groupe sociaux puis en loge individuelle lorsque les animaux nécessitent un suivi individuel, avec jeux à leur disposition. Un suivi quotidien leur est apporté. Un vétérinaire assure le suivi sanitaire. - Les traitements quotidiens par PBM (durée moyenne du traitement : 10 minutes) seront réalisés sous sédation légère de l’animal. - Pour la mise à mort, l’animal est toujours préalablement anesthésié avant induction d’une surcharge anesthésique.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie pour notre étude est le porc adulte de taille réduite (lignée FBM, âgés de 12-20 mois, 55-70kg) qui présente une taille adulte pertinente pour tester notre dispositif à taille réelle et une anatomie vasculaire suffisamment proche de l’homme pour en faire un modèle satisfaisant d’essai préclinique. Ces porcs de taille réduite permettent de travailler sur des porcs adultes représentatifs de l’âge où surviennent les pathologies d’intérêt chez l’homme. Souvent les autres groupes travaillent sur des porcs charcutiers pris à un âge très jeune pour avoir un poids manipulable mais leur réactivité tissulaire et en particulier vasculaire relève plus de la pédiatrie et n’est absolument pas prédictive de ce qui se passe chez l’homme adulte. …. Nous utiliserons des porcs adultes de taille réduite, d’âge supérieur à 1 an, de sexe mâle (castré) ou femelle, ayant un poids compris entre 55 et 70 kg. L’éleveur est le fournisseur exclusif de cette souche de porcs (lignée FBM). Nous avons des données expérimentales importantes sur ce type d’expérimentation, nous permettant de limiter le nombre d’animaux à utiliser dans de nouveaux protocoles sans réveil de l’animal ou en chronique. Les résultats obtenus sur les animaux de cet âge sont convaincants et suffisants dans nos études. Ce modèle animal nous permet : - De travailler sur des animaux représentatifs de l’âge où surviennent les pathologies chez l’homme. - D’utiliser notre dispositif médical en taille réelle. De transposer les connaissances acquises vers une utilisation clinique humaine.
Photo-bio-modulation (PBM): Évaluation préclinique de sécurité, de performance et d’efficacité d’un nouveau dispositif médical permettant de traiter l’ischémie/reperfusion cardiaque en phase aiguë par PBM sur un modèle porcin.
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
15 cochons vont être utilisés, opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil. On leur ouvre le thorax par sternotomie, on ligature une artère coronaire pour provoquer un infarctus, on implante un dispositif lumineux dans le ventricule gauche, avec suivi par IRM et huit prélèvements sanguins sur cinq heures. Le projet teste ce dispositif de photobiomodulation censé limiter les lésions de reperfusion, les retombées pour les patients étant renvoyées à un éventuel essai clinique ultérieur. Le porteur décrit le porc comme le "modèle le plus pertinent à l'heure actuelle" pour la circulation coronaire humaine.
Objectifs
L'infarctus du myocarde se définit comme la nécrose d'une partie du muscle cardiaque, lorsque cette zone n'est plus irriguée par les artères coronaires qui lui apportent l'oxygène véhiculé par le sang. La prise en charge de l’infarctus du myocarde consiste à rétablir le flux sanguin en débouchant l’artère le plus rapidement possible après le début des symptômes. Bien que cette reperfusion soit obligatoire pour la survie du patient, elle engendre par elle-même des répercussions que l’on associe aux problèmes d’ischémie/reperfusion qui peuvent induire des phénomènes de mort tissulaire jusqu’à plusieurs jours après la reperfusion. La thérapie par Photobiomodulation (PBM) se définit comme une irradiation lumineuse athermique et non ionisante aux longueurs d’ondes visible et proche infrarouge, notamment, pour stimuler la consommation d’oxygène en phase d’hypoxie ou stimuler la réponse cellulaire et tissulaire afin d’améliorer la cicatrisation des tissus et en réduire l’inflammation. Ainsi nous souhaitons démontrer l’efficacité de la thérapie par PBM in situ sur le tissu myocardique ischémique à réduire significativement la perte de la fonction myocardique après reperfusion. L’objectif de cette étude préclinique est d’évaluer la sécurité, la performance et l’efficacité d’un dispositif médical innovant permettant le traitement en phase aiguë de l’ischémie/reperfusion cardiaque par la PBM sur un modèle de porc de taille réduite sur lequel nous induirons une ischémie cardiaque suivie d’une reperfusion de la coronaire. De façon générale, le porc possède une physiologie coronaire et cardiaque très semblable à l’homme. Cette vascularisation est très intéressante pour les travaux sur les maladies coronariennes et fait du porc le modèle le plus pertinent à l’heure actuelle pour ce domaine particulier. La mise au point du modèle expérimental porcin d’ischémie-reperfusion en phase aiguë a été réalisée dans le cadre d’une étude ultérieure qui nous a permis de caractériser par IRM les dommages cardiaques consécutifs à une lésion d’ischémie-reperfusion. Pour ce projet, un total de 15 porcs seront utilisés. Les animaux seront profondément endormis sous anesthésie générale, avec une prise en charge de la douleur due à la chirurgie. A l’issue du protocole, l’animal, toujours placé sous anesthésie générale, sera euthanasié et du matériel biologique (sang, organes, tissus) seront prélevés pour analyse.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra d’obtenir des preuves de concept d’efficacité de notre traitement par PBM dans un modèle d’ischémie-reperfusion cardiaque en phase aiguë. Nous voulons développer un produit qui permet d’irradier le cœur in situ pour permettre à la technologie de traitement par PBM de pallier significativement les effets de la reperfusion lors de la prise en charge de l’infarctus aigu du myocarde. Sur la base des résultats obtenus, nous pourrons soumettre une étude préclinique d’efficacité en phase chronique et dans les circonstances de non-risques potentiels (sécurité, performance et efficacité du dispositif médical), un essai pilote d’étude clinique sera proposé afin d’évaluer notre traitement par PBM chez des patients présentant une ischémie cardiaque. Cette nouvelle approche thérapeutique réduira significativement les lésions et la perte de la fonction cardiaque suite aux phénomènes délétères de la reperfusion suivant ischémie.
Procédures
La procédure est sans réveil et sera réalisée sous anesthésie générale durant toute la procédure. Les animaux seront prémédiqués, intubés et anesthésiés (mélange halogéné + O2 + air) durant toute l’intervention. L’oxymétrie sera contrôlée par un capteur approprié qui vérifiera la saturation en oxygène. En début d’intervention, les porcs seront sous un mélange O2 (à 0,5 l/min) et air à (0,5 l/min) afin d’obtenir une FiO2 autour de 52%. Cette anesthésie permettra à l’animal d’être en anesthésie profonde et sans souffrance. - La procédure chirurgicale (sternotomie, ligature de l’IVA, mise en place du dispositif médical dans le ventricule gauche) sera réalisée sur tous les animaux, 1 seule fois, avec un suivi pendant 5h de la procédure, puis sacrifice (animal toujours placé sous AG) - Le suivi par imagerie IRM sera réalisé sur tous les animaux sous AG durant les 5 h de procédure - Prélèvements sanguins (via le cathéter veineux central) sur tous les animaux, 8 fois, durant les 5h de procédure. - Prélèvements des tissus et organes au sacrifice.
Impact sur les animaux
Cette procédure en phase aiguë est sans réveil. Tous les animaux seront placés sous anesthésie générale durant toute la procédure, avec une prise en charge de la douleur. Les effets indésirables attendus pourraient survenir lors de la phase d’ischémie cardiaque et lors de la phase de reperfusion : une trop forte instabilité hémodynamique pourrait entraîner des arythmies et des fibrillations ventriculaires. Des manœuvres de réanimation (massages cardiaques et défibrillation par électrochocs) ainsi qu’une médication appropriée (anti-arythmiques, adrénaline) sont prévues afin de minimiser les risques. Cependant, nous ne pouvons pas exclure un décès de l’animal qui sera prononcé après 50 minutes de réanimation non efficace.
Devenir
A l’issue de la procédure, tous les animaux (toujours placés sous anesthésie générale) seront sacrifiés par injection veineuse de Doléthal® afin de prélever les tissus (veine jugulaire) et organes (cœur, poumons) qui seront observés macroscopiquement lors de l’explantation. Ces échantillons seront ultérieurement étudiés par analyse histologique afin de nous permettre d’observer d’éventuelles lésions tissulaires, de quantifier la zone à risque et d’évaluer ainsi la sécurité de notre dispositif médical implanté in vivo.
Remplacement
Les effets de la PBM ont été testés au préalable sur des cellules cardiaques en cultures et sur des embryons de poulet. Notre dispositif médical nécessite aujourd’hui une évaluation dans un modèle préclinique de taille humaine (porc) avant le passage chez l’homme.
Réduction
Pour cette étude, le nombre total d'animaux a été réduit au maximum à 15 individus traités par PBM ; cet effectif permettra de réaliser une comparaison statistique avec les résultats du groupe témoin obtenus lors d’une étude précédente. Après expérimentation, du matériel biologique (organes, tissus) pourra être prélevé. Ces prélèvements pourront éventuellement servir pour les besoins d’autres études non liées à ce protocole, sans utiliser d’animaux supplémentaires.
Raffinement
Pour réduire le mal être de l’animal lors de nos interventions : - les animaux seront placés sous anesthésie générale pendant toute la procédure, avec une prise en charge de la douleur - L’entrée des porcs dans la structure expérimentale est programmée de façon à fournir aux animaux un environnement optimum (mise en loge d’expérimentation collective au minimum 7 jours avant l’intervention…). Les porcs sont hébergés dans les conditions adaptées à leur espèce, logés sur copeaux, en groupe sociaux avec jeux à leur disposition. Un suivi quotidien leur est apporté. Un vétérinaire assure le suivi sanitaire. - Lors du transfert du site d’hébergement au site d’expérimentation, les animaux seront tranquillisés par une injection en IM de Stresnil®. - Pour la mise à mort, l’animal est toujours placé sous anesthésie générale avant induction d’une surcharge de Doléthal®.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie pour notre étude est le porc adulte de taille réduite (lignée FBM, âgés de 12-20 mois, 55-70kg) qui présente une taille adulte pertinente pour tester notre dispositif à taille réelle et une anatomie vasculaire suffisamment proche de l’homme pour en faire un modèle satisfaisant d’essai préclinique. Ces porcs de taille réduite permettent de travailler sur des porcs adultes représentatifs de l’âge où surviennent les pathologies d’intérêt chez l’homme. Souvent les autres groupes travaillent sur des porcs charcutiers pris à un âge très jeune pour avoir un poids manipulable mais leur réactivité tissulaire et en particulier vasculaire relève plus de la pédiatrie et n’est absolument pas prédictive de ce qui se passe chez l’homme adulte. …. Nous utiliserons des porcs adultes de taille réduite, d’âge supérieur à 1 an, de sexe mâle (castré) ou femelle, ayant un poids compris entre 55 et 70 kg. L’éleveur est le fournisseur exclusif de cette souche de porcs (lignée FBM). Nous avons des données expérimentales importantes sur ce type d’expérimentation, nous permettant de limiter le nombre d’animaux à utiliser dans de nouveaux protocoles sans réveil de l’animal. Les résultats obtenus sur les animaux de cet âge sont convaincants et suffisants dans nos études. Ce modèle animal nous permet : - De travailler sur des animaux représentatifs de l’âge où surviennent les pathologies chez l’homme. - D’utiliser notre dispositif médical en taille réelle. - De transposer les connaissances acquises vers une utilisation clinique humaine.
Confirmation expérimentale chez le porc de l’activité antihémorragique de deux polymères peptidiques appliqués lors d’interventions chirurgicales de type neurologique, cardiaque ou viscérale
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
30 porcs vont être utilisés, opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil. Sur chaque animal, des chirurgiens créent des lésions hémorragiques répétées, une vingtaine de mesures par animal, sur le cerveau, le cœur ou le foie, pour tester deux agents hémostatiques d'un fabricant. Vingt des trente porcs servent à la formation de chirurgiens à l'usage du nouveau produit, pas à produire des connaissances. Le porteur décrit une répétition de lésions pouvant dégrader l'état de l'animal jusqu'à imposer une euthanasie anticipée, et présente le porc comme "l'animal de référence" pour ce type de procédure.
Objectifs
Les saignements liés à la résection des tissus sont inhérents à la chirurgie et sont liés par définition à la fuite de sang en dehors du système circulatoire normalement fermé. Différents degrés de sévérité peuvent être observés. Le but de l'hémostase chirurgicale est d'arrêter le saignement en fermant la brèche créée dans la paroi vasculaire par une approche mécanique, physiologique, thermique ou chimique (ou par combinaison de ces méthodes). Cette fermeture est complémentaire du système de coagulation. L'hémostase chirurgicale doit être réalisée de façon permanente et pas seulement avec un contrôle temporaire des saignements au cours d'une opération. Ce concept peut sembler logique et simple, mais la réalité per-opératoire est que les variations de l'anatomie, de la physiologie, de la pathologie, des instruments, des matériaux et de l'état d'esprit du chirurgien peuvent rendre cet objectif beaucoup plus difficile à atteindre qu'il n'y paraît sur le papier. Divers agents hémostatiques topiques sont disponibles. Bon nombre d'entre eux doivent être préparés juste avant leur utilisation, ce qui retarde leur emploi et nécessite un certain degré de compétence. Il existe aujourd'hui un besoin d'hémostatiques locaux innovants et puissants, immédiatement disponibles, rapidement efficaces et simples d'emploi, tout en étant sans danger pour les tissus. Pour répondre à cette demande, un nouveau dispositif médical (IEIK13) a été développé par la société 3-D Matrix, pour lequel les premières études sur des animaux de petite taille et sur des porcs sont prometteuses. Ce projet a pour objectif d'améliorer les procédures d'hémostase en neurochirurgie, chirurgie cardiaque et chirurgie hépatique à l'aide de ce produit.
Bénéfices attendus
Confirmer la commodité d'emploi et l'efficacité hémostatique d'IEIK13 en neurochirurgie, chirurgie cardiaque et hépatique
Procédures
Les animaux seont soumis à 1 type de procédure chirurgicale distincte, neuro-chirurgicale ou cardio-hépatique, qui ont pour objectif de créer des saignements modérés standardisés sur lequel sont appliqués les produits étudiés pour obtenir l'arrêt du saignement
Impact sur les animaux
Les animaux seront systématiquement euthanasiés en fin de session sous anesthésie générale
Devenir
Les animaux sont opérés sous anesthésie générale et font l'objet de lésions hémorragiques répétées sur lesquelles est aussitôt appliqué un des agents hémostatiques étudiés. Il sont sous la surveillance constante du vétérinaire et les pertes sanguines sont compensées par des solutés de remplissage. Lors des deux procédures chirurgicales, neuro-chirurgicale ou cardio-hépatique, la répétiton des lésions hémorragiques peut conduire à une détérioration de l'état de l'animal et nécessiter une euthanasie anticipée. En fin de procédure, la multiplication des lésions impose de réaliser systématiquement une euthanasie.
Remplacement
Seule l'expérimentation animale permet de réaliser des modèles hémorragiques dont l'arrêt du saignement par le produit étudié permet d'en mesurer l'efficacité. Le porc est choisi pour sa proximité anatomique et physiologique avec l'homme et reste l'animal de référence pour ce type de procédure du fait de sa résistance.
Réduction
Des lésions vasculaires standardisées, source de saignement modéré et à la sévérité évaluée, sont traitées avec les produits étudiés. Vingt mesures d'arrêt du saignement sont prévues par animal et par procédure. Trente animaux, pesant 40 à 50 kilos seront nécessaires. Les 10 premiers sont destinés à la phase 1 (5 animaux pour la procédure neurochirurgicale permettant 10 mesures intracrâniennes et 10 mesures intrarachidiennes, et 5 animaux pour la procédure cardio-hépatique, comprenant 10 mesures sur le cœur et 10 mesures sur le parenchyme hépatico-splénique). 100 mesures sont nécessaires pour le produit étudié et 50 pour chacun des comparateurs, soit en tout 200 mesures à réaliser sur 10 animaux, à raison de 20 mesures par animal. S'il est possible d'effectuer davantage de mesures par animal, il sera possible de réduire le nombre d'animaux à utiliser lors de cette phase 1. Les 20 animaux suivants sont destinés à la phase 2 pour la formation des chirurgiens à l'utilisation du nouveau produit. Elle utilisera les mêmes procédures chirurgicales en nombre identique lors de sessions regroupant plusieurs chirurgiens afin de réduire le nombre d'animaux. Seul IEIK13 sera utilisé dans cette phase.
Raffinement
Le nombre de lésions hémorragiques créées par animal dont les pertes sont compensées par des solutions de remplissage mais sans transfusions de produits sanguins est susceptibles de provoquer des difficultés au maintien d'une physiologie normale. De ce fait, une euthanasie est indiquée en fin de session et peut même être anticipée si l'état de l'animal le demande quand les mesures de contrôle interventionnel s'avèrent inoéprantes pour ne pas compromettre le bien-être animal
Choix des espèces
Le porc domestique (Sus scrofa domesticus) a été choisi. D'un point de vue hématologique, il est indiqué que les modèles ovins et porcins simulent le plus précisément les caractéristiques de l'anatomie et de la physiologie humaines et présentent des propriétés hémostatiques similaires à celles des humains (Saeed, 2009). Enfin pour une analyse standardisée de performance d'hémostase, basée sur une analyse de la littérature, le porc a souvent été utilisé comme modèle d'hémostase préclinique. Les grands modèles animaux ont une pression artérielle et des volumes sanguins suffisants, et il est possible d'y effectuer davantage de tests par animal que chez les petites espèces. Des jeunes porcs domestiques mâles ou femelles, âgés de 11 à 12 semaines, pesant 40 à 50kg sont requis. Il s'agit de jeuns porcs âgés de 11 à 12 semaines, pesant 40 à 50 kgs car ils sont suffisament résistants aux traumatismes chirurgicaux à ce stade et encore d'un poids modéré permettant leur manipulation. 3.4.12. Indiquer le sexe des animaux et le justifier Des porcs des deux sexes peuvent être utilisés à cet âge car ils ne sont pas pubères et il n'y a donc pas lieu de craindre chez les femelles de variation de la coagulation liées à l'oestrus.
Imagerie par résonance magnétique cardiaque et vasculaire chez les ovins, porcins et canins sains
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Troubles cardiaques
Cochons : 150
Moutons : 600
800 animaux non-humains, 600 moutons, 150 cochons et 50 chiens, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis renvoyés vers un autre projet. Sous anesthésie, ils passent une IRM cardiaque et vasculaire pour évaluer des dispositifs médicaux implantables destinés à l'humain. Le porteur n'attend aucun dommage et décrit une imagerie non invasive. Il affirme que l'expérimentation sur "l'organisme entier" et sur animal vivant est "incontournable" et "indispensable" pour valider ces implants avant leur usage chez les patients.
Objectifs
L’IRM est la seule modalité d’imagerie permettant d’obtenir des informations sur les flux sanguins au sein des structures cardiaques et vasculaires. Elle permet aussi d’évaluer la présence ou non des lésions tissulaires au sein des structures cardiaques et vasculaires. L'importance et la nécessité de ce projet ont été approuvées par les directions scientifiques. .
Bénéfices attendus
Meilleure comprehension et evaluation de modifications de flux sanguin au sein des cavités cardiaque àprés une implantation de dispositif medical intracardiaque.
Procédures
L'IRM est une procédure d'imagerie médicale non invasive. Les animaux vigiles seront soumis à une anesthésie nécessitant: - une prémédication (une injection IM) - une induction anesthésique (une injection IV)
Impact sur les animaux
Aucun dommage n'est attendu sur les animaux .
Devenir
Tous les animaux retournent dans leur établissement d''origine et sont réintégrés au projet APAFIS #8307.
Remplacement
La validation des dispositifs médicaux cardiovasculaire implantables requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. En effet leur utilisation in fine chez les patients sont 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 hémodynamique des dispositifs et leur durabilité. Cela doit impérativement se faire sur des organes animaux de taille identique aux organes de l’homme dans des conditions fonctionnelles qui reproduisent la fonction de l’organe vivant (sécurité locale = organe cible) et de vérifier les potentiels effets secondaires sur l’ensemble de l’organisme (sécurité générale = ensemble de l’organisme). L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur animal vivant est donc incontournable.
Réduction
Le nombre d'animaux à été évalué et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques. Le nombre d'animaux déclaré est une estimation prospective qui sera réajusté lors de l'appréciation rétrospective annuelle.
Raffinement
La procedure est une methode d'imagerie non-invasive (IRM). Les animaux seront gardés en bon etat clinique tout au long de la procedure (controle de la t° de l'animal, environnement control). Pour reduire le stress de l'animal au maximum, des methodes d'anesthesie et analgesie appropiés seront mis en place, et ce specifiquement pour chaque espece. Les animaux seront toujours transportés au minimum par 3 individus de la meme espece afin de reduire le stress durant le transport et la procedure.
Choix des espèces
Les dispositifs cardiovasculaires nécessitant le recueil de données par IRM doivent être implantés sur une anatomie qui ressemble à celle de l’homme avec les mêmes dimensions. Cela impose l’expérimentation de ces dispositifs sur des gros animaux, pour mimer l’anatomie de patients humains qui vont de l’enfant à l’adulte de grande taille, d’où la nécessité de tester sur les espèces citées ci-dessus. Les différences interspécifiques de la nature tissulaire et de la forme et taille anatomique et aussi de fonction requiert l’emploi de plusieurs espèces différentes pour optimiser l’expérimentation et l’évaluation des dispositifs cardiovasculaires de ce projet. Les animaux utilisés seront des juvéniles ou des adultes. L’objectif est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme. Les animaux sont identifiés comme suit : - Pour les ovins : boucles auriculaires posées avant l’âge de six mois au plus tard ou avant la sortie de l’exploitation de naissance. - Pour les porcins : tatouage avec un numéro correspondant au site d’élevage d’origine et boucle auriculaire avec numéro interne. - Pour les chiens : puce électronique implantée durant les premières semaines de vie à l’élevage d’origine.
Utilisation d’animaux de production pour obtenir des sérums, utilisés comme réactifs par les laboratoires dans le cadre de contrôles réglementaires in vitro, au moyen de procédures de classe de gravité légère.
- Production de routine
- Tests réglementaires
Chèvres : 20
Moutons : 20
Bovins : 20
80 animaux non-humains, 20 porcs, 20 chèvres, 20 moutons et 20 bovins, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Ils reçoivent un agent pathogène inactivé, avec jusqu'à neuf rappels et des prélèvements sanguins répétés sur des tests pouvant durer jusqu'à 120 jours, pour produire des sérums servant de réactifs aux contrôles réglementaires de lots pharmaceutiques. Le porteur affirme qu'il n'existe pas de modèle in vitro alternatif et que la production de sérums est "irréalisable" sans passer par l'animal. Il présente ces tests comme favorisant le "bien-être animal", tout en précisant que le nombre d'animaux, fixé par les laboratoires, ne peut "actuellement pas" être réduit.
Objectifs
Ce projet a pour objectifs : la production de réactifs nécessaires aux laboratoires pour effectuer et valider les tests in vitro, et ainsi limiter le nombre d’animaux utilisés dans les procédures de contrôles qualité ayant pour but la libération d’un lot pharmaceutique. Ces tests sont effectués sur espèce cible, il n’existe actuellement pas de modèle in vitro alternatif. Cet objectif est en adéquation avec les exigences réglementaires du dossier d’autorisation de mise sur le marché (AMM).
Bénéfices attendus
Ces tests permettent la réalisation des contrôles in vitro réalisés dans les laboratoires. Ceci permet la libération de vaccins qui protègent efficacement les animaux contre les maladies infectieuses, améliorent directement la qualité sanitaire des élevages et assurent un meilleur bien-être animal en favorisant les méthodes alternatives.
Procédures
Une période d’acclimatation de 4 jours minimum est requise pour les animaux de rente. Les modes opératoires débutent par l’administration de l’agent pathogène inactivé à J0. Il y a ensuite une phase d’observation quotidienne avec éventuellement jusqu’à 9 rappels en fonction des techniques qui sont appliquées. Des prélèvements sanguins intermédiaires sont réalisés pour vérifier le taux d’anticorps et un prélèvement sanguin final est effectué. La principale substance injectée pour ces tests est l’antigène inactivé. Le volume injecté dépend de l’espèce et de l’âge des animaux. La durée des tests dépend de la finalité du réactif produit et de l’espèce. Ainsi, chez le porc et le bovin, le test peut durer jusqu’à 120 jours, et chez l’ovin et le caprin le test peut durer jusqu’à 90 jours.
Impact sur les animaux
Aucun dommage n’est attendu, un léger stress lié aux manipulations et aux injections. Toutes les manipulations sont réalisées par du personnel formé et compétent. Ces tests garantissent la qualité du produit pour les animaux et leur environnement.
Devenir
Les animaux sont euthanasiés
Remplacement
La production de sérums est actuellement irréalisable sur un modèle In vitro. Il faut passer par le modèle in vivo. Les sérums produits entrent ensuite comme réactifs dans les contrôles in vitro réalisés permettant la libération d’un lot.
Réduction
le nombre d’animaux est fixé par les laboratoires en fonction de leurs besoins et du type de réactifs nécessaire. Il n’est actuellement pas possible de le réduire. Les animaux utilisés sont des animaux provenant d'autres procédures expérimentales
Raffinement
dans ce projet, aucune souffrance ou stress significatif ne sont attendus. Les conditions d’hébergement varient selon l’espèce et l’âge des animaux pour maximiser leur confort et leur bien-être. Le personnel est compétent pour identifier les cas pour lesquels l’animal n’est plus dans sa zone de confort. Tous les animaux sont hébergés en groupe. Des enrichissements du milieu ont été mis en place dans les hébergements. La Structure du Bien-Etre Animal (SBEA) garantit l’amélioration des techniques de soins et des conditions de vie pour les animaux.
Choix des espèces
Les réactifs produits sont spécifiques et liés à l’espèce. Les porcs seront âgés d’au moins 10 semaines et les bovins, ovins et caprins seront âgés d’au moins 3 mois. Ces stades de développement correspondent à l’âge nécessaire à la production de sérum.
Etude d’électrophysiologie cardiaque sur prélèvements ovins et porcins
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Moutons : 1300
1300 cochons et 1300 moutons vont etre utilises dans des procedures menees sous anesthesie, les animaux etant tues avant tout reveil. Chaque animal subit une ouverture de la cage thoracique pour prelever le coeur, l'objectif etant de fournir a des equipes de recherche du materiel cardiaque pour leurs travaux ex vivo et in vitro. Le porteur indique que l'intervention peut provoquer une hemorragie, des troubles du rythme cardiaque ou une hypothermie, et decrit une mutualisation des prelevements entre equipes pour reduire le nombre d'animaux. Il affirme que le modele animal reste "necessaire" et que le porc et le mouton sont "les modeles les plus pertinents pour l'homme".
Objectifs
Ce projet vise à mieux comprendre et à caractériser le fonctionnement du cœur, que ce soit à l’échelle de l’organe, du tissu, de la cellule ou de la molécule. Dans ce cadre, le projet a pour objectif de fournir aux équipes de chercheurs des prélèvements cardiaques, tissus et organes, essentiels pour l'obtention de matériel biologique d'intérêt. Ceci permettra de mener à bien les études ex-vivo et in-vitro qui en découlent. La demande d'autorisation de projet définit et décrit des méthodes spéficiques de prélèvements pour l'obtention d'organes ou de tissus satisfaisants aux critères scientifiques et techniques des études qui en découlent.
Bénéfices attendus
Les prélèvements qui seront réalisés dans le cadre de ce projet serviront à accroître les connaissances et les informations pour mieux prévenir, diagnostiquer et soigner les maladies du rythme cardiaque. Plusieurs équipes de recherche nécessitent pour leurs travaux ex-vivo et in-vitro des prélèvements issus du cœur d’un gros animal. Par exemple, pour l'étude sur organe entier, pour l'étude tissulaire, cellulaire et de bioénergétique, pour l'étude de faisabilité de méthodes non-invasives, pour le recueil de données physiologiques etc...
Procédures
La procédure est réalisée sous anesthésie avec une couverture d'analgésie adaptée. Une opération chirurgicale sera réalisée afin de permettre l’accès au cœur (thoracotomie). Le cœur sera préparé au prélèvement. L’ensemble de ces deux étapes durent environ 15-20 minutes. Un prélèvement sanguin peut être réalisé (30-40 minutes).
Impact sur les animaux
L’injection initiale pour induire anesthésie sur animal vigile peut engendrer un stress ainis qu’une douleur légère (piqûre). Lors de l’intervention, les effets indésirables suivants : hémorragie, trouble du rythme cardiaque, hypothermie peuvent être constatés.
Devenir
La procédure consiste au prélèvement cardiaque, dans ce cadre elle est sans réveil pour l'animal.
Remplacement
Le modèle animal reste à ce jour nécessaire pour étudier les mécanismes des troubles du rythme cardiaque. L’obtention de ces données est impossible chez les patients. Les approches de modélisation et de simulation informatiques permettent d’appréhender certains mécanismes, mais la pertinence des résultats dépend directement de l’acquisition de données cliniques ou animales. Les données cliniques sont utiles pour comprendre les mécanismes des troubles du rythme mais des études ex-vivo et in-vitro sont nécessaires et ne peuvent pas être appliquées à l’Homme à l’heure actuelle. Les méthodes ex-vivo et in-vitro sont en effet destructives et l’obtention d’échantillons requiert une chirurgie invasive. Les modèles utilisés (porcin et ovin) sont les modèles les plus pertinents pour l’homme (pour des raisons anatomiques, métaboliques et de conduction du signal électrique). Le modèle animal dans cette étude ne peut donc pas être remplacé par d'autres méthodes alternatives. Les données obtenues à partir des études sur les modèles animaux alimenteront les modèles numériques et participeront ainsi au remplacement et à la réduction du nombre d’animaux utilisés dans de prochaines études, ainsi qu’à leur raffinement.
Réduction
Le nombre d’animaux est réduit au maximum : les équipes travaillant sur différentes structures cardiaques se coordonnent et mutualisent les échantillons biologiques. Ainsi, pour un animal plusieurs études sont réalisées ce qui contribue à réduire le nombre d’animaux nécessaires.Une moyenne de treize études par an sont réalisées au laboratoire, avec cinq animaux par étude, ceci correspond à soixante cind animaux par an et ce par espèce. Ces données sont des prévisions estimatives car le nombre de projets peut évoluer. De plus, des tests statistiques sont réalisés par projet pour déterminer le nombre minimal d’animaux nécessaires à l’obtention de résultats. Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés dans ce projet et dans le but d’obtenir un plus grand bénéfice de l’utilisation de ces animaux, nous avons fixé une limite maximale de 1300 porcs et 1300 moutons au total pour une période de 5 ans. D’autre partles animaux sont également mutualisés avec d’autres équipes de recherche de la communauté scientifique locale, par la mise à disposition de prélèvements post-mortem (par exemple ; os, peau, vaisseau sanguin, foie, rein etc…) ce qui réduit le nombre de gros animaux potentiellement utilisés pour les différents laboratoires.
Raffinement
Le raffinement du projet et le respect du bien-être animal reposent sur plusieurs mesures : - les animaux sont hébergés dans des locaux agréés et bénéficient de soins quotidiens dispensés par du personnel compétent et soucieux du bien-être animal - les animaux sont habitués au personnel animalier afin de limiter le stress - une surveillance quotidienne est assurée - les animaux sont hébergés en groupes sociaux respectant les spécificités de chacune des espèces utilisées (ex : comportements naturels interindividuels) - ils disposent d’enrichissements adaptés (jouets pour les porcs (balle, chaîne, grattoir), foin et pierre à sel pour les L’angoisse, la souffrance et la douleur seront réduites par une prémédication suivi d’une anesthésie qui débutera par injection intraveineuse de propofol, l’animal sera intubé et l’anesthésie maintenue soit par voie gazeuse soit par perfusion intraveineuse pour le reste de la procédure limitant ainsi la souffrance. L’anesthésie sera ajustée si nécessaire pour assurer une narcose profonde. Les paramètres vitaux sont suivis pendant l’intégralité de la procédure. Les animaux seront sous anesthésie générale jusqu’à leur mise à mort. Une analgésie est également mise en place.
Choix des espèces
Deux espèces sont utilisées dans les études scientifiques de recherche fondamentale basées sur les prélèvements d'organes et de tissus de gros animaux. Des porcs et des moutons seront inclus dans ce projet transversal. Ces animaux possèdent une électrophysiologie proche de celle de l’homme. Le porc et le mouton possèdent leurs propres spécificités dans le cadre des études ex-vivo et in-vitro en fonction des pathologies étudiées. Par exemple, il s’avère que le porc est plus sensible à l’apparition des arythmies ou bien que la brebis soit plus difficile à reperfuser ex-vivo ce qui justifie l’utilisation de telles ou telles espèces en fonction des études scientifiques fondamentales qui en découlent. Porc : 3-4 mois et Mouton : adulte, car à ce stade la taille et les caractéristiques du cœur des animaux sont proches de celle de l’homme.
Etudes de toxicologie, tolérance locale, pharmacocinétique et pharmacologie chez le miniporc
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
3 110 miniporcs vont être utilisés dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance allant jusqu'à modéré, la plupart tués à l'issue, 160 réutilisés et 40 adoptés. Chaque animal reçoit un produit à tester par administration unique ou répétée, avec pose de cathéters ou d'implants et prélèvements sanguins, avant l'analyse de ses organes, pour des études de toxicologie exigées par la réglementation avant les essais cliniques. Le porteur indique que ces actes peuvent provoquer douleur post-opératoire, perte de poids, léthargie et inflammation locale. Il affirme qu'il n'existe pas d'alternative pour déterminer la toxicité d'une substance après exposition systémique et qu'il faut accéder à l'animal "dans son entièreté".
Objectifs
La réalisation d’études de toxicologie générale, toxicologie de la reproduction, toxicologie juvenile, tolérance locale, de pharmacologie de sécurité est une obligation réglementaire avant de réaliser des essais cliniques sur un médicament humain ou pour l’obtention d’une autorisation de mise sur le marché (dispositif médical, médicament vétérinaire, produit chimique). Ces études sont réalisées selon les guidelines ICH, EMA, OCDE, US FDA ou toute autre guideline applicable. Préalablement aux études réglementaires, la réalisation d’études de pharmacocinétique / pharmacodynamique, pharmacologie d’efficacité, dose maximale tolérée et étude de recherche de doses est un prérequis nécessaire afin de collecter des données d’exposition, de toxicité et de pharmacologie sur le produit et de choisir ou ajuster de manière raisonnée les doses et le design des études réglementaires.
Bénéfices attendus
Les études de toxicologie par administration unique ou répétée sont réglementairement requises par les lignes directrices Européennes et Internationales et représentent une etape essentielle avant de réaliser des essais cliniques sur un médicament humain (sur des volontaires sains en court terme et sur les patients dans le moyen et long terme), ou pour l’obtention d’une autorisation de mise sur le marché (dispositifs médicaux, médicament vétérinaire, produit chimique ). Pour les médicaments humains et vétérinaires et dispositifs médicaux, ces études sont des pré-requis indispensables aux essais cliniques. Ils visent à définir le profil de toxicité ou de tolerabilité des produits à tester et donc rendre les essais cliniques plus sures pour les patients ou volontaires participant à l'essai. Ils permettent aussi de définir le niveau de dose (marge de sécurité) pour la première administration à l’homme ou l’animal. Ces études incluent des évaluations toxicocinétiques pour déterminer les taux d’exposition entrainant une toxicité. En ce qui concerne les produits chimiques ce projet permettra d’evaluer la sécurité des molecules chimiques dans l’intérêt de la santé ou du bien-être de l’homme ou de l’animal comme demandé par la loi et par les lignes directrices européennes. Ce projet permettra donc d’avancer dans le développement des solutions thérapeutiques, prophylactiques ou diagnostiques innovantes pour le traitement de certaines maladies chez l’homme, les animaux ou les plantes et de contribuer à l’evaluation de la sécurité des produits chimiques.
Procédures
Ces études consistent en administration unique ou répétée du produit à tester. La fréquence de ces administrations varie en fonction du produit (par exemple 1 fois par jour, 1 fois par semaine). La durée des administrations est généralement rapide quelques secondes à quelques minutes, pour les administrations orales, souscutanée ou intraveneuse en bolus. Elles peuvent parfois être plus longue pour les perfusions (de plusieurs minutes à continue). Les administrations sont suivies d’observations régulières des animaux (plusieurs fois par jours), pesées corporelles (généralement de 1 fois par jour à 1 fois par semaine), évaluation des effets sur les paramètres sanguins ou urinaires (généralement 1 à 4 fois par étude), sur le développement neurocomportemental, squelettique et des fonctions reproductives, évaluation des fonctions respiratoires et cardiovasculaires et analyse macroscopique ou histopathologique. Les techniques engendrant le moins d’inconfort ou sur une durée la plus courte possible pour l’animal seront privilégiées. Les autres techniques ou procédures chirurgicales seront réalisées sous anesthésie avec le cas échéant un protocole d’analgésie adapté. Le nombre et la durée des interventions sont adaptés en fonction de l'utilisation clinique, de la durée d'étude, de la cinétique d'exposition, des effets attendus et sont définis dans le plan d'étude.
Impact sur les animaux
Les nuisances pour les animaux peuvent être les suivantes : - Stress, inconfort ou douleur brève, n’excédant pas quelques minutes, lors des procédures d’administration, de prélèvement de sang ou de pose de cathéter - Douleur légère à modérée en post-opératoire (quelques jours) pour la pose des cathéters ou d’implants de capteurs collectant des données physiologiques (par exemple pression artérielle, ventriculaire, pleurale, ECG, EMG ou autres) - Effets toxicologiques ou pharmacologiques légers à modérés dus à l’administration des médicaments ou produits chimiques à tester (perte de poids, léthargie, excitation, baisse en consommation de nourriture, tremblements, irritation ou inflammation locale au site d’administration…). Des points limites précoces adaptés sont mis en place selon la typologie d’etude et la classe du produit à tester afin d’eviter une prolongation inutile des effets observés. En cas d’atteinte de ces points limites, des mesures sont rapidement prises pour limiter la souffrance (mise en place d’un traitement analgésique, diminution de la dose testée, suspension de la procédure ou euthanasie)
Devenir
En accord avec le plan d’étude utilisé les animaux pourrons être 1) euthanasiés en fin d’expérimentation en vue d’examens et de prélèvements d’organes ou tissus (examens macroscopiques, microscopiques et/ou squelettiques) tels que requis par la réglementation pour la détermination des organes cibles ; 2) gardés en vie et retourner en zone d’hébergement hors étude suite à l’avis du vétérinaire avec l’évaluation de la gravité réelle des procédures subies ; 3) replacés en accord avec la structure en charge du bien-être animal et les vétérinaires ; 4) hébergés en attente d’inclusion en étude, conditionnée par un examen vétérinaire favorable.
Remplacement
Pour ce qui est du remplacement, il n’existe pas actuellement d’alternatives à l’expérimentation animale qui permettent de déterminer la toxicité de substances suite à une exposition systémique. L'utilisation du mini-porc répond aux exigences réglementaires pour la réalisation d'études précliniques. Dans ces études, un relevé des signes cliniques et des paramètres sanguins des animaux est requis, il est donc nécessaire d’avoir accès à l’animal dans son entièreté, il est impossible de le remplacer par des méthodes alternatives pour évaluer les effets du produit.
Réduction
Le nombre d’animaux pour les études réglementaires est défini dans les guidelines internationaux applicables (Guidelines ICH, …) et adapté en fonction du nombre de doses testées, du nombre de produit testés et de la présence ou non d’une période de réversibilité. Pour les études préliminaires, le nombre d’animaux par lot est établi au plus juste afin d’obtenir des résultats exploitables et en tenant compte des objectifs de l’étude, du nombre de doses testées et du nombre de produits et est précisé dans le plan d’étude.
Raffinement
Pour améliorer leur bien-être, les miniporcs males et femelles seront hébergés en groupes sociaux sauf incompatibilité avec la procédure expérimentale ou incompatibilité comportementale. Les miniporcs seront hébergés sur litière (copeaux de bois) dans un box avec un panier et un jouet (chaine métallique,…). Un enrichissement alimentaire est distribué quotidiennement aux miniporcs et réparti dans la litière permettant aux animaux de fourrager. Les techniques engendrant le moins d’inconfort ou sur une durée la plus courte possible pour l’animal seront privilégiées. Les actes pouvant engendrer du stress ou de l’inconfort seront réduits au minimum nécessaire (nombre et durée) et seront réalisés sous anesthésie avec un protocole analgésique adapté le cas échéant. Les animaux sont observés au moins 1 fois par jour (incluant le week end) afin de permettre la détection rapide de signes cliniques et d’agir au plus vite pour limiter toute souffrance ou douleur inutile. En cas de signes cliniques ayant des répercussions sur le bien-être animal, des mesures rapides et appropriées seront prises par le vétérinaire (mise en place d’un traitement médical, interruption des administrations, réduction de la dose testée par exemple). Les autres techniques ou procédures chirurgicales seront réalisées sous anesthésie avec le cas échéant un protocole d’analgésie adapté.
Choix des espèces
Il s’agit d’une justification réglementaire. En effet, le mini-porc est une espèce non-rongeur acceptée par les agences réglementaires. Le choix de cette espèce répond aux exigences réglementaires pour la réalisation d'études précliniques. Il est fait en fonction de critères scientifiques précis, des données pharmacocinétiques et pharmacodynamiques disponibles et en fonction des analogies entre l’homme et l’animal. De la naissance à adulte mature. En fonction du type d’étude et de la population ou des animaux cibles du produit, nous choisirons l’âge le plus adéquat. Ce choix et la justification sont détaillés dans le plan d’étude.
Etude préclinique sur un modèle porcin d’une prothèse de renfort de paroi partiellement résorbable et auto-fixante dans la cure et la prévention des hernies de la paroi abdominale
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
6 cochons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie inguinale bilatérale d'une heure pour implanter deux prothèses de renfort de paroi abdominale à comparer, suivie d'un examen radiologique sous anesthésie et d'un suivi de trois mois, avant d'être tué pour prélever les tissus et observer le comportement de la prothèse. Le porteur présente cette étape comme la preuve de concept d'un dispositif déjà testé in vitro, qu'il affirme "nécessaire" de valider sur l'animal vivant avant les malades humains. Il justifie le recours au cochon par les similitudes anatomiques avec l'humain.
Objectifs
Les Hernies De Paroi Abdominale (HDPA) sont dues à une déficience de la paroi ou un traumatisme de la paroi voire un relâchement d’une cicatrice de d'opération de l'abdomen. Ce sont les affections les plus fréquentes de la paroi abdominale. Le seul traitement efficace des HDPA est chirurgical et nécessite l’emploi de prothèses de renfort de paroi que l'on appelle communément Mesh en chirurgie. Beaucoup de prothèses de type Mesh existent mais il y a une grande disparité dans leur efficacité : taux variable de complications et/ou récidives en partie liées à l’approche opératoire et plus précisément à la méthode de fixation de la Mesh sur la pario. Aucun consensus n'est établi sur la meilleure méthode de fixation ou de non-fixation. Il a été démontré que la fixation de la prothèse avec des agrafes induit des douleurs post-opératoires plus importantes par rapport à la non-fixation de la Mesh qui dans ce cas doit être adhésive. Notre équipe a mis au point un système de Mesh qui se fixe dans traumatiser la paroi abdominale. Ce modèle a été testé in vitro et nous avons besoin de le tester sur des animaux vivants avant de les utiliser chez des malades humains. Les objectifs de ce projet sont : 1) évaluation du positionnement sans fixation atraumatique de la nouvelle prothèse sur la paroi abdominale 2) tolérance par la paroi abdominale de la présence permanente de la prothèse candidate 3) efficacité du système de fixation mécanique spontanée de cette prothèse comparée à une autre prothèse concurrente sur une période de 3 mois après l'implantation chez le porc. La preuve de concept in vivo de ce nouveau type de prothèse permettra d'améliorer la qualité des prothèses curatives et/ou préventives des HDPA.
Bénéfices attendus
Les résultats de cette recherche permettront d'avancer dans la mise sur le marché de prothèses de renforcement de la pario abdominale parce que nous pourrons répondre à deux critères : 1. la tolérance sur le plan clinique et biologique de la nouvelle prothèse auto-fixante ; 2. l’efficacité de l’attachement de cette prothèse au tissu abdominal mou suffisamment fort lui évitant une migration et/ou le rétrécissement.
Procédures
Les Porcs subissent une chirurgie au niveau inguinal qui va provoquer une douleur et une gêne post-opératoires. Avant la chirurgie, ils seront mis à jeun la veille au soir. Après la chirurgie, ils recevront des traitements par injection ou par médicaments par voie orale. la chirurgie est bilatérale et dure 1h. La période post-opératoire dure 10 à 12 jours au cours de laquelle les porcs euvent être hébergés seuls selon la qualité de la cicatrisation. La radiologie sous anesthésie dure 10 à 15 minutes. Suite à la chirurgie, ils subiront un examen radiologique de contrôle sous anesthésie. Le projet se déroule dans deux établissements utilisateurs d'animaux à des fins scientifiques que nous appellerons EU1 et EU2Pour passer de l'EU1 à l'EU2, ils seront transportés en camion de moins d'une heure.
Impact sur les animaux
La chirurgie peut provoquer une douleur et une gêne mécanique au lieu d'intervention.
Devenir
Les animaux sont tous mis à mort pour réaliser des prélèvements de tissu et observer in situ le comportement de la prothèse.
Remplacement
L'objectif de cette étude est de vérifier l'efficacité et la sécurité de la nouvelle prothèse candidate auto-fixante in vivo. Cette prothèse a déjà fait l'objet d'une étude de caractérisation in vitro sur un banc d'essai et doit maintenant être validée in vivo. La preuve de concept de ce nouveau type de prothèse permettra de mettre au point des prothèses auto-fixantes de qualité et efficace dans le traitement des HDPA. Il est nécessaire de tester la prothèse dans un environnement avec les différents organes et les fluides corporels qui ne peuvent pas être reproduit en in vitro. Ce passage sur le modèle animal est la dernière étape de la preuve de concept.
Réduction
6 animaux répartis en 2 groupes de 3 seront utilisés. Ce nombre total a été déterminé pour avoir une représentation juste de la physiologie animale. Etant donné que c'est une preuve de concept, il n'y a pas besoin de plus de 3 animaux par groupe pour obtenir la réponse au questionnement (aucune approche statistique n'a été réalisée). Pour réduire le nombre d'animaux, des tests in vitro ont déjà été réalisés pour la caractérisation de la prothèse candidate. Dans un principe de réduction, il sera implanté sur un même animal les 2 prothèses à comparer pour chaque groupe. Il s'agit d'une preuve de concept, ce faible nombre d'animaux permettra d'obtenir les résultats suffisants pour cette étape du projet.
Raffinement
Après une phase d'acclimatation pour réduire leur stress, les porcs seront opérés par une équipe chirurgicale expérimentée, qui maîtrise les techniques utilisées dans les hôpitaux. Durant toute la chirurgie et en période post-opératoire, la douleur sera prévenue et traitée. L'anesthésie durant l'opration sera suivie, et assortie d'une couverture analgésique. Par la suite, ils seront transportés dans un établissement spécialisé dans les soins de longue durée. Durant tout l'hébergement les animaux seront maintenus en groupes sociaux harmonieux. Ils seront hébergés dans des enclos propres, équipés d'enrichissement, qui leur permet de fouisser, manipuler des objets et se coucher dans des litières sèches. Un suivi quotidien par des équipes spécialisées permettra de suivre tous les signes indésirables, les traiter et els prévenir. Nous privilégions les techniques de renforcement positif pour obtenir la coopération des porcs pendant les pesées, les changements de cage ou les manipulatinos.
Choix des espèces
Les nombreuses similitudes anatomo-physiologiques, qui rapprochent l’organisme du porc à celui de l’Homme, permettent d’obtenir une comparaison fiable des données obtenues et une meilleure compréhension des phénomènes physio-pathologiques étudiés. Nous implantons les dispositifs chez de porcs de 30 à 35 kg, en croissance. Ainsi nous pouvons vérifier si le dispositif remplit son rôle de renforcement de la paroi inguinale, résiste aux efforts mécaniques et accompagne la croissance sans incident.
Essais de différents types d’électrodes visant à améliorer les caractéristiques électrophysiologiques de la stimulation intracérébrale profonde avec ou sans administration de vecteur viraux chez le porc
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
120 porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent une IRM puis une chirurgie du cerveau par stéréotaxie de deux à quatre heures pour implanter des électrodes de stimulation profonde ou injecter des vecteurs viraux, avant d'être mis à mort pour des analyses. Le porteur justifie le recours au porc en invoquant l'"éthique spéciste actuelle" qui interdit ces approches invasives chez l'humain, et conclut à la nécessité de l'animal. Il retient le porc pour la proximité de son cerveau avec celui de l'humain en taille et en structure.
Objectifs
La stimulation cérébrale profonde est une procédure neurochirurgicale souvent pratiquée chez les personnes souffrant de troubles du mouvement. La stimulation interfère avec les signaux pathologiques dans la structure cible (dont le mécanisme n'est pas entièrement compris) pour restaurer les fonctions motrices normales. Cette thérapie a été reconnue comme sûre et efficace pour l'amélioration des symptômes chez les patients atteints de la maladie de Parkinson. Cette méthodologie a été une évolution technique majeure pour le traitement de la maladie et l’intervention chirurgicale est maintenant explorée également pour d'autres conditions, comme l'épilepsie et la dépression. Toutefois le développement de nouvelles sondes de stimulation cérébrale capables d'enregistrer l'activité cérébrale dans les structures cibles pourraient contribuer au développement de nouvelles thérapies chez les patients atteints d’autres affections neurologiques. D’un autre côté, de nouvelles stratégies innovantes basées sur la thérapie génique pourraient également bénéficier aux patients atteints de ces affections. Cette approche utilise des virus modifiés ; ils ont perdu leur pouvoir de se multiplier mais peuvent apporter après modification de leur génome, dans des cellules ou des organes malades, un gène réparé, ou des molécules qui soignent. On parle alors de vecteurs viraux. Pour le cerveau, la voie la plus efficace d’administration de ces vecteurs viraux tout comme la stimulation cérébrale reste l’approche chirurgicale par stéréotaxie. Des études précliniques sont nécessaires pour valider ces outils (sondes de stimulation ou vecteurs viraux) avant de puvoir les utiliser chez les patients. Le projet a donc pour objectif de valider d’une part de nouveaux vecteurs viraux dans le cadre de la thérapie génique et d’autre part de nouvelles sondes de stimulation cérébrale chez le porc. Les deux approches pouvant être combinées en conditions proches de la clinique avant leur utilisation chez l’homme.
Bénéfices attendus
Les études précliniques permettent d’acquérir les premières connaissances sur le comportement d’un médicament ou d’un nouveau dispositif médical, indispensable avant les essais chez l’homme. Le développement de nouvelles techniques sur les animaux visant à améliorer l’impact de la stimulation cérébrale dans les troubles neurologiques sont fondamentaux pour confirmer que les prototypes atteignent les niveaux de sécurité, d’efficacité et d’ergonomie attendus et pourrait permettre à terme de maximiser le temps du patient "en thérapie". Ce projet est mené obligatoirement sur l’animal. En effet, il n’est pas envisageable d’implanter un nouveau dispositif médical ou d’administrer un nouveau composé à l’homme - sain ou malade - compte tenu des risques non connus susceptibles d’apparaître. A terme, nous souhaitons démontrer l’efficacité et la tolérance d’outils de thérapie génique chez un modèle de grand animal, pour demander par la suite une autorisation d’essai clinique chez des patients atteints de maladies neurodégénératives (maladie de Parkinson, épilepsie...).
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : examens d’imagerie non-invasifs par IRM (durée 2-4 heures), une chirurgie stéréotaxique (identique à celle réalisée chez le patient) pour l'implantation, l'enregistrement ou la stimulation d'électrodes intracérébrale ou l'administration de vecteurs viraus de thérapie génique sous imagerie par rayons X (durée 2-4 heures). Des prélèvements pourront être réalisés (sang) lors de l'opération sous anesthésie générale (30 secondes). En fonction du test réaliser, certains animaux pourront avoir une phase de récupération et de répétition, d’une à deux semaines après la chirurgie, de l’imagerie et d'enregistrements electrophysiologiques afin d’évaluer les résultats chroniques de l’intervention réalisée (durée 4-6 heures).
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont celles associées à la chirurgie ou aux prélèvements biologiques. Pour la chirurgie : stress de l’anesthésie, hypothermie, douleur post opératoire possible, infection au niveau des points de sutures. L’ensemble de ces complications sera pris en charge par une prophylaxie adaptée. Pour les prélèvements (sang, LCR) : stress de la contention et de l’anesthésie, hématome, douleur possible. Bien que les vesteurs viraux pour la thérapie génique soient connus pour leur faible toxicité, une surveillance des paramètres biologiques et comportementaux (anxiété, motricité, etc..) permettra de détecter d'éventuels effets inattendus.
Devenir
A la fin du projet les animaux seront euthanasiés afin de réaliser des analyses ex-vivo, des organes pourront également être proposés à d'autres équipes de recherche.
Remplacement
Ce projet concerne exclusivement une utilisation du porc. Ce recours à l’animal peut se justifier pour plusieurs raisons éthiques : 1) l’éthique « spéciste » actuelle interdit l’utilisation d’approches neurobiologiques invasives chez l’homme, rendant ainsi inaccessible l’étude directe des processus de causalité neurobiologique dans notre espèce (sauf, bien sûr, lorsque ceux-ci sont non-invasifs) ; 2) il n’existe pas encore de modèles mathématique ou in silico valides et réalistes permettant d’étudier ces processus causaux ; 3) Enfin, dans le cadre des modèles de maladies neurodégénératives, l’objectif à terme (bien que non décrit dans le présent projet) est de proposer un modèle animal présentant toutes les caractéristiques (moteur, cognitif) de ces affections qui en tant que telles ne peuvent être étudiées sur des lignées cellulaires (humaine ou animale) ou tout autre modèle in vitro cellulaire ou subcellulaire. De ce fait, le recours à l’animal et tout particulièrement le porc (du fait de sa proximité avec l’homme en termes d’anatomie cérébrale) apparait comme nécessaire en vue de découvrir de nouvelles voies thérapeutiques.
Réduction
Nos modèles sont générés dans le cadre d’une activité pré-clinique sur des composés thérapeutiques ou le développement de nouveaux dispositifs médicaux avec un nombre estimé de 4 études par an, comprenant 6 animaux par étude en moyenne, soit un total de 120 animaux sur 5 ans maximum. Les vecteurs viraux pour la thérapie génique auront été testés préalablement in vitro ou chez le petit animal (rongeur) pour déterminer les doses à utiliser et s’affranchir d’éventuels effets toxiques nécessitant un apport supplémentaire d’animaux. Dans le cadre d’une étude de validation de dispositif médical, la chirurgie implantatoire ne concerne qu’un seul hémisphère cérébral, l’autre hémisphère pouvant être utilisée comme contrôle. Ce qui permet de réduire le nombre d’animaux de moitié. Enfin des mâles comme des femelles pourront indépendamment être utilisés dans nos projets.
Raffinement
Pendant la procédure, les animaux sont maintenus sous anesthésie générale avec une surveillance constante de leurs paramètres vitaux (fréquence cardiaque, pression sanguine, température...). Lors de l'opération, l'hydratation ou la fourniture d'antiarythmiques est assurée en permanence. Pendant l’hébergement, l’animal est placé dans des locaux adaptés, avec les méthodes de raffinement appropriées pour son espèce (groupe social, enrichissement adapté). Le suivi des animaux est quotidien, assurée par du personnel qualifié pour cette espèce sur des critères comme la posture de l’animal, son activité, son interaction, sa nutrition. Cette surveillance permet une intervention rapide auprès du vétérinaire et du responsable de projet pour adapter les soins analgésiques si nécessaire. Si une étape du protocole chronique affecte l’état de santé au point d’atteindre l’un des points limites sans qu’aucune action ne puisse permettre un retour à l’état basal alors le protocole sera interrompu et l’animal mis à mort selon les modalités éthiques. Les volumes de prélèvements de sang sont adaptés au poids de l’animal, et sont réalisé sur animaux sédatés. L’apparition d’hématome au point de prélèvement est surveillée.
Choix des espèces
Parmi les modèles animaux ayant des caractéristiques anatomiques et fonctionnelles proche de l’homme le porc a été retenu car (i) les modèles sont bien décrits et caractérisés et constituent donc une référence dans la communauté scientifique ; (ii) le personnel impliqué dans ce projet possède une expertise établie de la gestion de ces modèles animaux. De plus, l'anatomie cérébrale du porc est proche de celle de l’homme en terme de taille. Il existe de plus une forte homologie entre les structures cérébrales du porc et celles de l’homme ce qui est indispensable dans le cadre de l'étude de la faisabilité de la procédure. Le stade de développement de l'animal est Porc, jeune de 35-40kg environ (environ de 3-4 mois). Au stade défini, la taille et les caractéristiques du cerveau des animaux sont proches de celle de l’homme ce qui permet une évaluation fiable des cibles pour la chirurgie.
Évaluation de la biodisponibilité relative de contaminants métalliques des sols sur un modèle porcelet
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
144 porcelets vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils sont enfermés seuls jusqu'à quatre heures par jour et exposés pendant quatorze jours à des sols contaminés au chrome et au nickel, puis mis à mort pour prélever leurs muscles et leur foie. Le porteur présente le projet comme la validation d'une méthode alternative in vitro destinée à évaluer l'exposition des enfants aux métaux lourds du sol. Il affirme qu'il ne peut y avoir de remplacement à l'heure actuelle pour ces éléments et retient des porcelets pour la proximité de leur digestion avec celle de l'enfant.
Objectifs
Le but de ce projet est de valider in vivo l’intérêt d’une méthode alternative à l’utilisation d’animaux : utiliser un test in vitro pour prédire la biodisponibilité relative du Chrome III, le Chrome VI et du Nickel II, contaminants les sols. Cette étape de validation in vivo est indispensable pour intégrer le test in vitro dans les futures démarches d’évaluations d'exposition sur sites et sols pollués par ces Eléments Traces (sols représentatifs de sites contaminés en France et de certains pays européens)
Bénéfices attendus
Le présent projet permettra de valider une méthode alternative in vitro, qui sera ensuite utilisée pour l'évaluation des risques d'exposition des enfants aux métaux lourds suite à l’ingestion de sol contaminé (comportement main - bouche).
Procédures
Les animaux subiront une claustration individuelle temporaire (
Impact sur les animaux
Les porcelets seront maintenus pendant une période limitée de 1 à 4 heures par jour en logement individuel pour contrôler l’exposition de ces derniers à des doses non dommageables de polluants métalliques. Cette procédure aura une conséquence légère sur le comportement social des animaux en induisant un stress causé par un environnement non adapté du fait de cet isolement.
Devenir
Du fait des prélèvements envisagés (prélèvement d'organes comme des muscles, le foie) et de leur importance pour l'animal la mise à mort est rendue nécessaire
Remplacement
La stratégie de l'expérience consiste à comparer et à corréler les données prédites par un test in vitro avec les données de biodisponibilité in vivo afin de remplacer à terme les essais sur animaux sur cette problématique. Il ne peut y avoir de remplacement à l'heure actuelle pour les éléments trace métalliques objet de la présente étude.
Réduction
Un calcul de puissance a été réalisé en vue de définir le nombre nécessaire et suffisant d'animaux en amont de l'étude. Une étude de la linéarité entre la dose d'exposition et les concentrations retrouvées dans les organes des porcelets sera réalisée en 1° étape ce qui permettra de limiter le nombre d'animaux de la 2° étape. Seuls les sols les plus intéressants pour la validation du test in vitro seront utilisés ici, ce qui réduit également le nombre d'animaux. Au total, 144 porcelets seront utilisés dans ce projet.
Raffinement
L'hébergement sera réalisé en groupes sociaux de 3 porcelets par box pourvu d'enrichissement avec ballons, cordes. Lors de l'application de la procédure de mise en cage individuelle, un isolement limité sera appliqué et des enrichissements supplémentaires (cordes, ballons) seront rajoutés pour chaque individu. Des points limites adaptés à cette étude ont été définis.
Choix des espèces
Les porcelets ont une physiologie digestive proche de celle des humains, en particulier de l’enfant (6 mois à 3 ans), ce qui permettra d'étudier la biodisponibilité des contaminants. Les porcs consomment régulièrement de grandes quantités de sols dans leur environnement naturel, cette ingestion n'impactera pas leur bien-être. Nous n’avons aucune raison de supposer un effet du sexe des animaux, mais nous avons choisi des porcelets mâles castrés pour permettre de mieux comparer cette étude à celles précédemment réalisées et disponibles dans la littérature. Les porcelets auront 30 à 40 jours et seront sevrés. Ces conditions sont en adéquations avec la précédente étude menée sur d'autres éléments traces métalliques.