Cochons
Etudes des interactions moléculaires hôtes-pathogènes du virus de la gastro entérite transmissible porcine
- Recherche appliquée
- Maladies animales
24 porcelets vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont infectés par le virus de la gastro-entérite transmissible au moyen d'une inoculation oro-nasale, puis subissent écouvillonnages et prises de sang quotidiens, et sont mis à mort dès l'apparition de la diarrhée et des vomissements pour prélever leurs tissus. Le projet affirme vouloir évaluer si des organoïdes porcins peuvent remplacer l'expérimentation animale, tout en présentant le recours aux porcs comme "indispensable" pour cette validation. Le porteur retient des porcelets de plus de trois semaines parce que l'infection y provoque des symptômes moins sévères que chez les plus jeunes.
Objectifs
Ce projet d’expérimentation animale rentre dans le cadre d’une thèse dont le but est d’analyser l’apport des organoïdes porcins dans l’étude des interactions hôtes-pathogènes. En effet, les organoïdes sont des cellules qui s’auto organisent en 3 dimensions et qui reflètent la diversité cellulaire que l’on retrouve au sein d’un organe. Ces organoïdes grâce à leur structure et leur composition cellulaire pourraient être des méthodes alternatives à l’expérimentation animale. Ils permettraient de réduire l’utilisation des animaux placés en expérimentation et répondre à la règle des 3R qui est Réduction, Remplacement et Raffinement. Le virus de la gastro entérite transmissible (GET) a été choisi comme modèle de pathogène dans notre étude. L’expérimentation animale, qui utilisera 24 animaux, a donc pour but d’avoir des résultats concernant l’expression des gènes mais aussi de la réponse immunitaire et antivirale que l’on retrouve In Vivo, c’est-à-dire chez l’animal. Ces résultats nous permettront de comparer avec ceux retrouvés dans les organoïdes et dans les modèles cellulaires. Ainsi, nous pourrons évaluer si les organoïdes sont de bons modèles alternatifs à l’expérimentation animale, pour l’étude des interactions entre l’hôte et le vGET dans un premier temps et aux différents coronaviroses dans un second temps.
Bénéfices attendus
Les résultats obtenus à partir de l’expérimentation animale au niveau de l'expression des gènes et des réponses immunitaires et antivirale seront comparés aux résultats acquis sur organoïdes et culture cellulaire pour connaître l’apport des organoïdes porcins dans l’étude des interactions hôte pathogène et envisager la possibilité d’une réduction de l’utilisation d’animaux.
Procédures
Les animaux subiront une inoculation par voie oro-nasale. Des prélèvements nasaux, salivaires et de fèces se feront par écouvillonnage et prises de sang seront réalisés une fois par jour pendant quatre jours au maximum.
Impact sur les animaux
Lors des inoculations intranasale et orale, l'animal pourra ressentir une gêne. Lors des prélèvements nasaux et des prises de sang, les animaux devraient ressentir une légère douleur. Les écouvillonages salivaires et de fécès provoqueront une légère gêne chez l'animal. L’infection pourrait engendrer dès le premier jour des symptômes de diarrhées et vomissement. Cependant dès le début des symptômes les animaux seront mis à morts.
Devenir
Les porcs seront mis à morts afin de prélever les tissus.
Remplacement
Le but du projet est d'évaluer si les organoïdes sont de bons modèles expérimentaux pour étudier les interactions moléculaires hôtes pathogènes. Pour cela notre étude comparative doit prendre en compte également le contexte naturel d'infection, le porc, qui représente l'environnement physiologique complet . C’est pourquoi le recours à l’expérimentation animale est ici indispensable pour déterminer si les organoïdes sont de potentielles méthodes alternatives à l’expérimentation dans le cadre de l’étude des interaction hôte-pathogène.
Réduction
Chaque groupe de porcs est constitué de 4 individus ce qui nous permettra d'identifier des gènes qui sont fortement modifiés après infection (la puissance statistique devrait nous permettre de valider ces gènes).
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupes stables à partir du sevrage et tout au long d’un essai avec enrichissement du milieu. Ils auront accès à volonté à de l’eau et à de la nourriture. Une lampe chauffante et une plaque de couchage seront mis à leur disposition. Les animaux feront l’objet d’une surveillance rapprochée afin de déceler la survenue de points limites et d’y remédier.
Choix des espèces
Etant donné que seuls les porcs sont sensibles à l’infection par les virus de la GET et que nous voulons démontrer l’apport des organoïdes porcins, l’utilisation des porcs est indispensable. Utilisation de porcelets de 4 à 6 semaines d’âge pour que les porcelets soient sevrés. De plus, en comparaison avec les porcelets de moins de 2 semaines dont l'infection provoque des symptômes sévères, les porcelets de plus de 3 semaines d'âge bien qu'ils soient toujours sensibles à l'infection au virus de la GET, possèdent une probabilité d'apparition et d'intensité des symptômes (vomissement, diarrhée) plus faibles.
Étude de la distribution intrapéritonéale, de la concentration tissulaire et de la profondeur de pénétration des médicaments administrés sous forme de chimiothérapie par aérosol intrapéritonéal sous pression (PIPAC) dans un modèle porcin
- Recherche appliquée
- Cancers
32 porcs vont être utilisés, opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil. Après un jeûne de douze heures, chaque animal subit sous anesthésie une laparotomie et une chimiothérapie diffusée en aérosol pressurisé dans l'abdomen, puis huit prélèvements sanguins par cathéter avant la mise à mort, pour comparer des pompes et des buses de nébulisation. Le porteur décrit surtout un stress lié au transport et à la contention, jugeant les procédures peu douloureuses car pratiquées sous anesthésie générale. Il justifie le choix du porc par un péritoine et une cavité abdominale proches de ceux de l'humain, permettant d'employer directement le matériel chirurgical destiné aux patients.
Objectifs
La chimiothérapie à aérosol intra-péritonéale pressurisée (PIPAC) est une nouvelle technologie pour administrer une chimiothérapie intrapéritonéale et traiter les patients souffrant de carcinose péritonéale avancée. Le médicament de chimiothérapie liquide est délivré au moyen d'un injecteur haute pression grâce à une pompe brevetée et une buse adaptée. Cette approche thérapeutique de la carcinose péritonéale est supposée avoir le potentiel de surmonter les deux limitations majeures de la chimiothérapie intrapéritonéale liquide classique : une meilleure diffusion du produit dans la cavité péritonéale et la pénétration limitée du médicament dans le tissu tumoral. Cette technique est maintenant admise et est réalisée dans des cas bien sélectionnés de patients ayant une carcinose péritonéale avancée. Bien que prometteuse, elle soulève encore de nombreuses interrogations : les différentes variations de pénétrations en fonction de la pression, de la position de la pompe délivrant la chimiothérapie, et des différents systèmes de nébulisations qui arrivent sur le marché. Jusqu’à présent un seul système de buse était disponible dans le commerce, mais une nouvelle génération de technologie de buse est maintenant disponible. Alors que les buses de PIPAC conventionnelles pulvérisent l'aérosol dans la cavité abdominale dans le prolongement de l'axe de la buse, la nouvelle génération de buses dispose de trois têtes de pulvérisation supplémentaires. Elles pulvérisent horizontalement et radiairement dans la cavité abdominale, visant à optimiser la répartition spatiale de la chimiothérapie dans l’abdomen. L'amélioration de la distribution des médicaments devrait optimiser l'efficacité de ce nouveau traitement PIPAC par rapport à la technologie conventionnelle des buses mono-spray. Néanmoins aucune étude expérimentale animale n’a prouvé cette amélioration. Plusieurs paramètres de performance pour évaluer l'effet antitumoral de la PIPAC ont été définis par des groupes d’expert et permettent d’avoir maintenant des valeurs contrôle de comparaison. L'objectif de ce travail est de comparer cette nouvelle technologie de tête multi-spray avec les buses de tête mono-spray conventionnelles dans un modèle animal in vivo en termes de distribution spatiale, de profondeur de pénétration et de concentration de chimiothérapie dans les tissus.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra d’avoir des données très précises des niveaux de pénétration tissulaire et sanguin des différentes drogues dans le tissu péritonéale et le sang. Elle permettra de voir si les modalités d’administration sont identiques ou différentes entre les pompes. Ces résultats permettront de mettre en exergue l’absence ou non d’homogénéité de la répartition des drogues dans les tissus en fonction des différentes pompes. Ces résultats seront ainsi tout de suite applicables à l’humain en modifiant le type de pompe, les dosages des drogues, et en évaluant également le risque de surdosage par le passage systémique des drogues.
Procédures
Il s’agit d’une procédure à la fin de laquelle les animaux seront euthanasiés, sous anesthésie générale profonde. Ils ne seront soumis avant l’intervention qu’à une privation de nourriture pendant 12h avec accès libre à l’eau, et aux manipulations nécessaires avant anesthésie. Ensuite les interventions se dérouleront sous anesthésie générale et analgésie adaptée et la mise à mort sera effectuée à la fin de la procédure, sans réveil. Durant l'anesthésie, ils subiront une procédure PIPAC d'une durée de 30 à 40 minutes, 8 prélèvements de sang via un cathéter veinaux posé sous anesthésie; puis après une pause de 30 minutes, soit un passage au scanner de 20 minutes, soit une laparotomie médiane immédiatement après euthanasie pour prélèvements de tissus.
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis avant l’intervention à une mise à jeun pendant 12h avec accès libre à l’eau. Ils pourront également subir un stress durant le transport entre l’UE et la plateforme, ainsi que pendant la manipulation au moment de l’anesthésie. Ils subiront une contention en cage puis une injection intramusculaire pour l'induction de l'anesthésie. Toutes les autres interventions se feront sous anesthésie : intubation orotrachéale, contention en décubitus dorsal sur la table d'opération, laparotomie pour la procédure de PIPAC.
Devenir
Une fois la procédure d’imagerie et de chirurgie pour prélèvement effectuée, les animaux seront euthanasiés. En effet aucun replacement ni adoption n’est possible après des injections d’agents de contraste, et la chirurgie peut avoir des effets délétères sur les animaux. De plus, le retour à l'élevage d'origine est impossible pour des raisons sanitaires.
Remplacement
Nous ne pouvons pas comparer les mesures de concentration tissulaire et sanguine des drogues dans un modèle ex vivo ; l’utilisation d’un modèle animal est indispensable pour reproduire la cavité péritonéale humide et respecter les caractéristiques de la ventilation mécanique et le milieu chaud et humide fermé. Le volume de la cavité péritonéale chez le petit animal ne permet pas de réaliser ce type d’intervention. Les instruments et les insufflateurs de chirurgie laparoscopique ne sont pas adaptés pour un si petit volume et les trocarts d’accès ne peuvent pas être utilisés chez le petit animal. Nous avons choisi le modèle porcin du fait de sa disponibilité et de ses nombreuses similitudes anatomiques avec l’homme, notamment son système digestif.
Réduction
Nous avons limité le nombre d’animaux au plus juste pour avoir des résultats statistiquement exploitables. Nous utiliserons 27 animaux, et prévoyons 5 animaux supplémentaires en cas de problème. Nous nous sommes basés sur les études précédentes que nous avons réalisées et en utilisant les différences observées dans cette étude, nous utiliserons des tests conçus pour les petits effectifs. En nous basant sur les données de mesure de particules induite par la fumée chirurgicale in vitro, nous avons ainsi calculé la taille minimale d’un groupe de 3 animaux afin de respecter un niveau de signification de 95% et une puissance de 80%.
Raffinement
Les animaux seront logés dans des cases spacieuses contiguës avec des parois ajourées permettant le contact visuel entre les animaux et ils ne seront gardés en box de préanesthésie que la veille de l’intervention. Ils seront maintenus en groupe le plus longtemps possible, et manipulés dans le calme. Des mesures seront prises dès la prise en charge de l’animal jusqu’à la réalisation de la procédure en imagerie in vivo : Pré-examen imagerie/Anesthésie: les animaux arriveront la veille, et seront mis à jeun 12h avant l’intervention, avec abreuvement à volonté - Anesthésie (induction par voie intramusculaire), puis intubation, ventilation et maintien de l'anesthésie par voie gazeuse. La fréquence cardiaque sera enregistrée tout le long des interventions. En cas d’accélération du rythme cardiaque, sans perte sanguine associée, nous renforcerons le traitement antalgique par administration intramusculaire d'analgésique. En cas de tachycardie supérieure à 170 battements par minute, persistante au-delà de 5 minutes malgré l’administration d’analgésiques, nous procèderons à l’euthanasie (point limite). Mais nos procédures ne devraient pas être particulièrement douloureuses, elles reproduisent des interventions courantes chez l’homme sous anesthésie générale.
Choix des espèces
L’utilisation du modèle porcin pour l’étude pharmacocinétique est indispensable, car cela reste le seul modèle animal possible pour étudier les modalités de diffusion de la chimiothérapie dans le péritoine. Le porc est une espèce animale classiquement utilisée pour les études de pharmacocinétique de la chimiothérapie intrapéritonéale. L’anatomie digestive et les dimensions de la cavité péritonéale, similaires à l’homme, permettent de tester au mieux les modalités de diffusion péritonéale de la chimiothérapie. Le volume d’insufflation est similaire à l’homme et les instruments chirurgicaux et les dispositifs d’aspiration de la fumée disponibles sur le marché humain peuvent être utilisés tels quels. Le porcelet de 40 kg est le modèle le plus usité car la texture du péritoine et le volume de la cavité péritonéale sont similaires à l’homme et nous permettent d’appréhender au mieux les contraintes de volume en fonction de différents types de chirurgie.
Impact des métabolites du lait maternel sur la maturation de l’épithélium intestinal et le développement cérébral du nouveau-né ; Etude pré-clinique dans un modèle mini-porc.
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système nerveux
30 porcelets mini-porcs Yucatan vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Séparés de leur mère à deux jours puis isolés en cage individuelle pendant dix-neuf jours, ils reçoivent par un distributeur automatique un lait infantile enrichi ou non en métabolites du lait maternel, pour améliorer les préparations pour nourrissons. Le porteur reconnaît que la séparation maternelle et l'isolement peuvent être une source de stress, tout en affirmant que les porcelets ne montrent aucun stress au-delà des douze premières heures. Il justifie le recours au porcelet par sa proximité physiologique avec le nouveau-né humain, et prévoit la mise à mort de tous les animaux pour prélever tissus digestifs et cérébraux.
Objectifs
Ce projet a pour enjeu l’amélioration des propriétés fonctionnelles des préparations pour nourrissons (PPN) afin de mimer les effets bénéfiques du lait maternel (LM) et de garantir un développement adéquat du nouveau-né. En effet, il reste à ce jour des différences entre le LM et les PPN, notamment concernant les composés bioactifs retrouvés dans le LM peu ou pas présents dans les PPN. Ainsi, ce projet s’intéresse aux métabolites du LM, afin d'évaluer leurs effets sur le développement du nourrisson, particulièrement au niveau des régions digestives et cérébrales. Plus spécifiquement, nous nous intéressons à des métabolites capables d’être produits par des bactéries et dont l’origine au sein du LM peut être bactérienne, issus de la circulation plasmatique maternelle ou produits in situ au sein du LM par la flore résidente. En effet, l’un des objectifs de ce projet est de pouvoir incorporer ces métabolites dans les PPN par procédés fermentaires. Ainsi, 4 groupes de métabolites ont été sélectionnés : acides gras à chaîne courte, polyamines, dérivés du tryptophane et acides organiques. Ces métabolites ont été préalablement testés in vitro sur des modèles cellulaires d'épithélium intestinal et cérébral afin de sélectionner ceux présentant des intérêts fonctionnels et développementaux. Les métabolites sélectionnés seront ainsi étudiés in vivo dans le modèle mini-porcs Yucatan en les incorporant dans des PPN fournies de façon continue des 2 aux 21 jours des porcelets. Nous disposerons de trois groupes de porcelets, un groupe témoin qui recevra une PPN sans métabolites et deux groupes expérimentaux qui recevront des PPN supplémentées en métabolites, à des concentrations proches du LM, par deux procédés distincts ; une supplémentation par des métabolites achetés dans le commerce et une supplémentation en métabolites apportés par fermentation d'une matrice laitière via des souches de bactéries lactiques et propioniques. Ainsi, nous pourrons évaluer l'impact des métabolites sur le développement physiologique intestinal et cérébral du mini-porc et valider que la fermentation d'une fraction laitière est un procédé fiable pour les apporter.
Bénéfices attendus
L’enjeu de ce projet est d’améliorer la fonctionnalité des PPN en s’intéressant aux métabolites du LM pour mimer au mieux les effets bénéfiques de ce dernier sur la santé et le développement du nourrisson. La sélection des métabolites présentant des intérêts fonctionnels et développementaux est en cours de finalisation et se basera sur les résultats obtenus à partir de modèles in vitro d'épithélium intestinal et de neurones cérébraux. Les métabolites d'intérêts appartiennent aux 4 groupes suivant : acides gras à chaîne courte, polyamines, dérivés du tryptophane et acides organiques. Les métabolites sélectionnés seront incorporés aux PPN à des concentrations proches de celles du LM. L’expérimentation sur porcelet, présentant des caractéristiques physiologiques proches du nouveau-né humain, permettra d’évaluer l'impact de l'apport de ces métabolites par voie orale au cours de la période post-natale précoce au sein d'un système plus complexe et intégré que les modèles cellulaires in vitro et permettant également de prendre en compte la présence du microbiote intestinal et les effets que les métabolites peuvent avoir sur ce dernier. Ce projet contribuera à enrichir les connaissances concernant les métabolites retrouvés au sein du LM en vue d’améliorer la composition des PPN et de se rapprocher des propriétés fonctionnelles du LM. Il permettra également de valider que l'incorporation des métabolites par fermentation bactérienne d’une matrice laitière est un procédé pertinent.
Procédures
Les porcelets seront isolés en cage individuelle durant toute la durée du protocole expérimental, de l'âge de 2 jours à l'âge de 21 jours. Chaque cage individuelle est équipée d'un distributeur automatique de lait par lequel chaque porcelet recevra l'un des trois traitements alimentaires du projet de façon contrôlée et adaptée. Les traitements alimentaires fournis sont les suivant : une PPN témoin sans métabolites et deux PPN enrichies en métabolites, l'une par ajout d'une fraction fermentée de matrice laitière et l'autre par ajout direct des métabolites via des produits achetés dans le commerce. Aucun prélèvement biologique, ni intervention chirugicale ne sera réalisé sur les animaux vivants durant la période d’expérimentation. Les paramètres mesurés concerneront la consommation alimentaire et la croissance des porcelets. Tous les animaux concernés par la procédure (n = 30) seront euthanasiés à la fin de l’expérience pour réaliser des prélèvements post-mortem de tissus et contenus digestifs et de zones cérébrales.
Impact sur les animaux
Les métabolites testés sont naturellement présents dans le LM, les concentrations testées sont proches des concentrations retrouvées dans celui-ci et ne présentent pas de danger pour les porcelets. De plus, ces métabolites ont été testés in vitro à différentes concentrations pour identifier leurs propriétés bénéfiques sur l'épithélium intestinal et le système nerveux central. Enfin, la plupart de ces métabolites ont été étudiés sur différents modèles cellulaires et animaux sans effets toxiques notables dans le cadre de problématiques de recherches différentes. Cependant, l'utilisation de PPN "porcinisées" peut entrainer un effet indésirable sur l’appétit des animaux et possiblement provoquer une perte de poids. Néanmoins, la PPN qui sera distribuée aux animaux dans ce projet est identique à la PPN porcinisée utilisée dans un précédent projet qui s'est déroulé de septembre à novembre 2022 et qui n’a engendré aucun problème d’alimentation, ni de trouble digestif chez les porcelets. La séparation brutale de la mère et l’isolement relatif en cage individuelle pendant une période de 19 jours pourraient constituer une source de stress pour les porcelets. Cependant, les porcelets ne subissent pas de stress répétés (une séparation unique et définitive de la mère), ils seront hébergés dans une salle contenant 5 cages permettant des contacts olfactifs et sonores avec leurs congénères et leur environnement sera enrichi avec des jouets, sources d’interaction avec le milieu environnant.
Devenir
Tous les animaux sont concernés par la procédure décrite (n = 30) et ils seront tous euthanasiés à la fin de l’expérience. L'euthanasie des animaux est nécessaire pour récupérer les tissus et contenus intestinaux ainsi que les tissus cérébraux qui seront analysés par des approches de biologie moléculaire, d'histologie et ex vivo, afin de répondre à notre question scientifique.
Remplacement
Le projet s’intéressant à l’impact de l’alimentation sur les fonctions physiologiques et développementales du nourrisson, l’utilisation d’un modèle animal vivant reste indispensable pour une évaluation globale et intégrée de l’effet des métabolites étudiés et de prendre en compte le rôle du microbiote intestinal, qui sont impossible à reproduire dans leurs complexité dans des modèles in vitro. Le porcelet a été choisi pour sa proximité physiologique avec le nourrisson.
Réduction
L’étape in vitro permet de réduire le nombre de métabolites d’intérêt à fournir aux porcelets, métabolites retrouvés au sein du LM et ne présentant pas d’effets négatifs dans les tests effectués (pas de cytotoxicité, pas de perte d’intégrité de l’épithélium, pas d’activité pro-inflammatoire aigüe). Ils seront additionnés à une PPN reconstituée et distribuée sous forme d’alimentation liquide aux porcelets. L’impact des PPN enrichies en métabolites par apport direct ou par fermentation d'une fraction de PPN ou d'une autre matrice laitière à des concentrations proches de celles du LM sera ainsi étudié. Une PPN ne contenant pas de métabolites sera considérée comme la PPN de référence. Un effectif de 10 porcelets par types de PPN soit 30 porcelets au total a été calculé par un test de puissance sur des paramètres étudiés dans d'autres contextes sur ce même modèle, en lien avec des réponses physiologiques. Les données seront analysées statistiquement par des tests ad hoc (analyse de variance multifactorielle) prenant en compte les facteurs traitement alimentaire, sexe, portée et répétition.
Raffinement
Les métabolites testés sont naturellement présents dans le LM, les concentrations testées sont proches des concentrations retrouvées dans celui-ci et ne présentent pas de danger pour les porcelets. Cependant, l'utilisation de PPN "porcinisée" peut entrainer un effet indésirable sur l’appétit des animaux et possiblement provoquer une perte de poids. Néanmoins, la PPN qui sera distribuée aux animaux dans ce projet est identique à la PPN porcinisée utilisée dans un précédent projet qui s'est déroulé de septembre à novembre 2022 et qui n’a engendré aucun problème d’alimentation, ni de trouble digestif chez le porcelet Yucatan. Néanmoins, le poids des animaux sera surveillé pour s'assurer qu'ils n'accusent aucune perte de poids. Les porcelets seront inclus dans le protocole à 2 jours d’âge. La séparation brutale de la mère et l’isolement relatif en cage individuelle pendant une période de 19 jours pourraient constituer une source de stress pour les porcelets. Cependant, les porcelets ne subissent pas de stress répétés (une séparation unique et définitive de la mère), ils seront hébergés dans une salle contenant 5 cages permettant des contacts olfactifs et sonores avec leurs congénères, leur environnement sera enrichi avec des jouets, sources d’interaction avec le milieu environnant, et leur alimentation répond à leurs besoins nutritionnels. L’ensemble de ces éléments, associé à des interactions régulières avec les animaliers, induit un comportement des porcelets qui ne traduit aucun état de stress au-delà des 12 premières heures post-séparation maternelle. De plus, au cours des 12 premières heures qui suivent leur séparation de la mère, les animaliers sont en permanence présents dans les salles.
Choix des espèces
Le mini-porc Yucatan est un modèle animal proche de l’Homme, plus que ne peuvent l'être les rongeurs sur de nombreux aspects tels que la taille, l'anatomie du cerveau avec la présence de circonvolutions cérébrales notamment, l’anatomie de tube digestif, la physiologie digestive, le système immunitaire et le microbiote. S’intéressant à l’alimentation infantile, il est à noter que la dynamique de croissance et de développement des organes digestifs et du cerveau chez le porc nouveau-né est très proche de celle décrite chez le nouveau-né humain. De plus, il s’agit d’un animal omnivore monogastrique, ce qui en fait un modèle très utilisé pour les recherches en nutrition humaine. Enfin, sa taille et sa maturité à la naissance sont compatibles avec un allaitement avec des PPN dès les premiers jours de vie. S’intéressant à l’alimentation infantile, les porcelets inclus dans le protocole seront des nouveau-nés de 2 jours d’âge. Ils seront suivis pendant les trois premières semaines de vie avec une alimentation lactée.
Formation de chirurgiens à l’utilisation de dispositifs médicaux pour sécuriser la chirurgie rachidienne et évaluation de nouveaux produits pour le perçage de pédicules vertébraux
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
30 porcs vont être utilisés, opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil. Chaque animal subit une seule chirurgie du rachis d'environ quatre heures, non pour produire des connaissances mais pour former des chirurgiens à des dispositifs de perçage vertébral et évaluer de nouveaux produits. Le porteur fixe un cochon pour deux à six participants sans aucun test statistique, et admet qu'un grand primate serait plus proche de l'humain mais qu'il lui préfère un "animal de rente" pour des raisons financières, pratiques et "psychologiques et éthiques". Il affirme qu'aucun protocole in vitro ou ex vivo ne reproduit les tissus vivants et les flux sanguins et juge l'entraînement sur animal vivant "nécessaire".
Objectifs
La chirurgie du rachis représente une difficulté majeure, par la présence de nombreux organes vitaux et sensibles (moelle épinière, terminaisons nerveuses, aorte). Les dispositifs médicaux permettent de sécuriser le geste du chirurgien en le guidant lors du forage des vertèbres car ils l’alertent en temps réel de potentiels dommages osseux lors de chirurgies de la colonne vertébrale. Ils sont équipés d'une technologie reposant sur la mesure de conductivité électrique (propriété d'un matériel à conduire le courant électrique) locale des tissus en temps réel, sans rayons-X, avec un capteur placé à la pointe de l’outil de forage. Le chirurgien est informé par les sons émis par le dispositif médical (comme un radar de recul de voiture) grâce à l’analyse de conductivité par le capteur. Son efficacité est prouvée par > 90 000 chirurgies dans le monde. L’une des branches de ce projet est de former les chirurgiens de la colonne vertébrale à l’utilisation de ces dispositifs médicaux. La formation au métier de chirurgien (humain ou vétérinaire) requiert un enseignement technique nécessaire à l’accomplissement des interventions chirurgicales. L'avènement des nouvelles techniques de communication et les progrès des ressources audiovisuels ont permis de grands progrès éducatifs. Cependant, la chirurgie reste un domaine technique où aucun apprentissage théorique ne pourra remplacer l'apprentissage technique. La formation des chirurgiens, la mise au point des dispositifs médicaux et ses évolutions technologiques nécessitent un modèle réaliste et représentatif des conditions réelles d’utilisation chez l’humain afin d’effectuer des tests de vérification/validation des choix techniques sélectionnés. Depuis quelques années, des simulateurs chirurgicaux se sont développés mais pour des raisons inhérentes à leur disponibilité et incompatibilité technique, les simulateurs ne peuvent pas être utilisés pour réaliser des formations aux chirurgiens. En effet, les simulateurs ne reproduisent pas la vascularisation et la conductivité électrique des tissus. Le deuxième objectif du projet est donc d’utiliser l’expérimentation sur animal car seul moyen d’évaluer de manière précise et dans des conditions réalistes les dispositifs médicaux développés.
Bénéfices attendus
L’utilisation de ces dispositifs pour la pratique de la chirurgie du rachis nécessite un apprentissage spécifique qui doit se faire en dehors de l'exercice clinique quotidien sur les patients et la mise en place d'un enseignement structuré en dehors du bloc opératoire est une nécessité. Une étude récente met en évidence que la formation chirurgicale sur animal des chirurgiens reste à l'heure actuelle la plus formatrice des techniques d'apprentissage. La chirurgie sur l’animal est en effet un exercice plus proche de la réalité. Son but est de permettre la réalisation d’interventions chirurgicales dans des conditions d’autonomie opératoire. De plus, ceci stimule la réflexion sur la gestuelle et les stratégies opératoires. Pour la partie expérimentale sur des nouveaux développements, les bénéfices attendus sont de permettre une évaluation réaliste et dans des conditions très proches d’une chirurgie sur l’humain des nouveaux dispositifs ou de nouveaux designs. Cette évaluation est primordiale pour la validité des activités de vérification technique, et est également attendue de la part de nombreuses autorités ou organismes d’homologation.
Procédures
Les animaux sont soumis à une seule procédure chirurgicale sous anesthésie générale, sans réveil. Elle dure environ 4h.
Impact sur les animaux
Les nuisances et les effets indésirables attendus seront réduits au minimum grâce à l'optimisation du protocole anesthésique et la prise en charge de la douleur en période per-opératoire (permettant, comme chez l’homme, de réaliser un acte chirurgical dans des conditions adaptées et non délétères pour l’animal) et du fait de la mise à mort des animaux en fin de chirurgie (protocole sans réveil). Des incidents chirurgicaux sont toutefois toujours envisageables et peuvent conduire à une mise à mort anticipée des animaux.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à la fin de la formation, les dissections réalisées autour du rachis ne permettant pas une qualité de vie adéquate pour les porcs à la fin de la formation.
Remplacement
L’entrainement final sur animal vivant est nécessaire car aucun protocole in vitro ou ex vivo ne permet de reproduire correctement les conditions rencontrées en cours de chirurgie. En particulier, la nature des tissus vivants et les flux sanguins. L’anatomie du cochon, notamment au niveau de son squelette de sa colonne vertébrale sont plus proches de ceux rencontrés chez l’homme que ce qui est observé chez des modèles petits animaux type rongeurs ou lagomorphe.
Réduction
Afin de limiter le nombre d’animaux tout en en permettant un bon apprentissage pratique, un cochon pour 2 à 6 participants maximum sera envisagé. Aucun test statistique n'a été effectué pour déterminer ce nombre. Il repose sur l'expérience acquise sur ce type de formation.
Raffinement
Une formation théorique au bonne pratique chirurgicale et d’essais sur animaux vivants sera réalisée avant la formation ou l’expérimentation pratique. Les essais proposés ne requièrent pas de suivi post-opératoire ni que les animaux soient en état éveillé. Les animaux seraient donc endormis pendant les essais en chirurgie ouverte et mis à mort sans réveil. Les animaux ont une période d'acclimatation de minimum 7 jours afin de les habituer à la manipulation et la contention. Ils sont hébergés en groupes sociaux jusqu'à la date de l'intervention, sur copeaux (pour leur permettre d'exprimer leur comportement de fouissage). Des jouets en plastique (ballons) sont mis à disposition au sol ou accrochés au mur. Les animaux seront anesthésiés pendant l’étude expérimentale (analgésie multimodale pré et per opératoire avec un alpha-2 agoniste : xylazine et un opioïde : fentanyl en pré-médication puis à la demande) puis mis à mort avant réveil.
Choix des espèces
Le modèle porcs (Sus scrofa domesticus) est un modèle reconnu de modélisation chirurgicale compte tenu de sa taille et de sa conformation organique. L’anatomie du cochon, notamment au niveau de la colonne vertébrale, de la qualité osseuse et des flux sanguins sont plus proches de ceux rencontrés chez l’homme que ce qui est observé chez des modèles petits animaux type rongeurs ou lagomorphe. Le modèle grand primate est le modèle qui serait le plus proche d'une situation clinique pour des chirurgiens souhaitant pratiquer la chirurgie sur l’homme ou pour des scientifiques souhaitant expérimenter des applications visant l’humain, cependant pour des questions financières, pratiques et surtout psychologiques et éthiques concernant l'utilisation de ces animaux comme animaux d'expérimentation, un modèle animal de rente est préféré et le modèle porc est choisi. Cochon jeune, moins de 6 mois d'un poids d'environ 40 kg pour des raisons pratiques et économiques, tout en permettant un bon apprentissage chirurgical. Au cours du projet, s’il est nécessaire d’obtenir des spécimens avec une densité osseuse plus élevée, des cochons légèrement plus âgés, entre 6 et 12 mois seront peut-être également envisagés.
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 porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun subit une chirurgie de l'aine sous anesthésie d'environ une heure et demie, au cours de laquelle deux prothèses de renfort de paroi abdominale sont implantées pour comparaison, avant trois mois d'hébergement puis la mise à mort pour prélever les tissus. L'objet est une preuve de concept in vivo d'une nouvelle prothèse auto-fixante, dernière étape annoncée avant validation, le porteur reconnaissant n'avoir mené aucune approche statistique pour fixer l'effectif. Il affirme qu'il est "nécessaire" de tester le dispositif dans un organisme avec ses organes et ses fluides, impossible à reproduire in vitro.
Objectifs
Les Hernies De Paroi Abdominale (HDPA) sont dues à une déficience de la paroi ou un traumatisme pariétal ou un relâchement d’une cicatrice de laparotomie. Ce sont les pathologies les plus fréquentes de la paroi abdominale (PA). Le seul traitement efficace des HDPA est chirurgical et nécessite l’emploi de prothèses de renfort de paroi (Mesh). Beaucoup de prothèses 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. 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. L’utilisation de ces systèmes de fixations est traumatique et associée à des complications postopératoires précoces et tardives. Ces complications ont conduit les chirurgiens à envisager des méthodes alternatives de fixation atraumatiques de l’implant ( Un modèle innovant de prothèse a été développée et a fait l’objet d’une étude de caractérisation in vitro sur un banc d’essai. 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 à 3 mois de 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 de 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 subiront une chirurgie par voie coelioscopique au niveau de l'aine, sous anesthésie, qui devrait durer une heure à une heure et demi. Suite à cette chirurgie, ils seront transportés dans un élevage après 10 à 12 jours. Ils seront ensuite hébergés dans des conditions proches des élevages, sans contraintes particulières. Ensuite, ils seront pesés et palpés au niveau de la zone opérée régulièrement. Ces 2 actes sont de courte durée, pas plus de quelques minutes chacun.
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. Le modèle porcin permet une transposition des techniques chirurgicales utilisées en pratique clinique courante chez l'Homme et de démontrer l’efficacité fonctionnelle de la candidat-prothèse de renfort à traiter les hernies abdominales. Les animaux utilisés seront des porcs "à l'engraissement", jeunes sevrés d'environ 30 à 35 kg au début du projet. Il est nécessaire d'attendre que l'animal soit sevré, pour qu’il soit bien protégé sur un plan immunologique et donc moins sujet à diverses pathologies néo-natales. A ce stade de leur croissance, les animaux peuvent plus facilement entrer dans un protocole tel que celui-ci.
Utilisation d’animaux à des fins de formation
- Formation professionnelle
Rats : 40
Cochons d'Inde : 50
Hamsters dorés : 400
Gerbilles de Mongolie : 10
Lapins : 20
Chats : 40
Chiens : 25
Cochons : 100
Chèvres : 30
Moutons : 50
Bovins : 50
Poules : 400
Dindes : 100
Autres oiseaux : 100
Déjà utilisés pour la plupart dans des procédures expérimentales de gravité légère ou modérée, ou en surnombre dans des élevages, 1 915 animaux non-humains de quinze espèces vont être utilisés pour former le personnel d'un établissement dont les études visent la mise sur le marché de vaccins et de médicaments vétérinaires, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Parmi eux figurent 500 souris, 400 hamsters dorés, 400 poules, 100 cochons et 100 dindes, et aussi des bovins, des moutons, des chèvres, des chiens, des chats, des lapins, des cobayes, des rats et des gerbilles. Sous tutorat, les apprenants s'exercent à la contention, aux administrations et aux prélèvements, sur des individus éveillés ou anesthésiés, et le porteur décrit un acte pratiqué juste avant la mise à mort de fin de procédure expérimentale. La majorité est ensuite mise à mort, et les jeunes individus commandés exprès "pourront être réutilisés ou placés", selon le porteur, alors que le champ du devenir n'en déclare aucun placé et 50 réutilisés, tous chiens, chats, cochons, chèvres, moutons ou bovins.
Objectifs
Le projet a pour objectif de former le personnel sur les actes techniques pratiqués sur toutes les espèces de l’établissement utilisateur. La plupart des actes de formation s’effectuent sous tutorat lors des procédures expérimentales. L’acte est évalué sans gravité pour l’animal et est pratiqué juste avant une euthanasie de fin de procédure expérimentale. Dans la mesure du possible les animaux utilisés dans ce projet proviennent de procédures expérimentales de gravité « Léger » ou « Modéré ». Dans le cas de formation sur jeunes animaux, les animaux seront commandés spécifiquement pour ce projet et ceux-ci pourront être réutilisés ou placés. Des animaux surnuméraires de procédures expérimentales ou d’élevages pourront être utilisés dans ce projet après avoir étudié toutes les possibilités d’utilisations ou de placement.
Bénéfices attendus
L’objectif étant de former du personnel compétent pour utiliser les modèles animaux à des fins scientifiques et garantir la fiabilité des études qui premettent de commercialiser des vaccins et des produits pharmaceutiques vétérinaires.
Procédures
Toutes les formations s’effectuent sous tutorat. Les actes de formation peuvent porter sur la contention de l’animal, des apprentissages d’administrations ou de prélèvements. En fonction des actes l’animal peut être vigile ou anesthésié. Tous ces actes s’effectuent en quelques minutes et en respect de l’animal.
Impact sur les animaux
Les animaux peuvent présenter une légère augmentation de stress due aux actes techniques et aux manipulations.
Devenir
Dans la majorité des cas les animaux sont euthanasiés après leur réutilisation en formation. Dans quelques cas, les animaux peuvent être utilisés plusieurs fois en formation.
Remplacement
La formation du personnel est assurée par du tutorat lors de procédures expérimentales ou sur des modèles n’utilisant pas l’animal (silicone, informatique, tissus…). Néanmoins, il est parfois indispensable d’avoir recours à des animaux lorsque cet objectif ne peut être atteint par d’autres approches.
Réduction
Il n’y a pas de justification à augmenter les effectifs d’animaux pour la formation, le nombre sera donc réduit au plus juste. Les animaux utilisés pour la formation sont des animaux qui ont déjà été utilisés dans la grande majorité des cas.
Raffinement
L’utilisation d’animaux pour des formations spécifiques ne sont mises en œuvre que lorsque la formation souhaitée ne peut être acquise autrement. La période de formation est toujours supervisée par un tuteur. L'acte de formation est pratiqué sur animal vigile une fois que l'acte est maitrisé sur cadavre ou animal anesthésié, ceci permet au tuteur d'évaluer la maitrise de l'opérateur en condition d'étude. A ce niveau l'acte ne requiert aucune anesthésie ou analgésie. Les points limites mis en place sont des points limites généraux liés à l'espèce. Le personnel est compétent pour identifier les cas pour lesquels l’animal n’est plus dans sa zone de confort. Tous les animaux utilisés pour la formation sont hébergés en groupe. Des enrichissements adaptés 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
La formation doit se faire sur l’espèce concernée Le stade de développement des animaux utilisés pour ce projet, sera identique à celui des animaux utilisés dans les procédures expérimentales
Traitements innovants versus traitements conventionnels dans un modèle de choc cardiogénique post arrêt cardiaque réfractaire ressuscité traité avec assistance circulatoire.
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système cardiaque
20 cochons vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Le thorax est ouvert et un arrêt cardiaque est simulé par occlusion d'une artère du cœur, une circulation extracorporelle prenant le relais par des canules posées dans une veine et une artère, pour comparer un traitement innovant à un traitement conventionnel de l'arrêt cardiaque. Le porteur affirme qu'aucune modélisation numérique n'existe pour cette étude et que la comparaison est "nécessaire". Il justifie le recours au gros animal par la similitude du cœur du cochon avec celui de l'humain et par la taille requise pour la circulation extracorporelle.
Objectifs
Chaque année, l’arrêt cardiaque touche en Europe près de 700 000 patients et 17 millions de personnes dans le monde. En l’absence de prise en charge efficace précoce, la survie dépasse rarement les 3 %. Même lorsqu’une réanimation a pu être mise en place rapidement, la reprise d’une activité cardiaque ne survient pas chez tous les patients. Nous proposons d’étudier l’impact d’un traitement innovant associant plusieurs médicaments à l'hypothermie, comparé à la prise en charge standard actuelle. Pour mettre en évidence de potentiels effets, nous mesurerons les variations de la tension artérielle, le débit cardiaque et la circulation sanguine au niveau microscopique via des techniques d'imagerie spécialisées. Nous évaluerons également les conséquences aux niveau des organes par prélevement post mortem et analyse des tissus au microscope. Des analyses sanguines nous permettrons de mesurer des possibles effets sur l'inflammation et la coagulation.
Bénéfices attendus
Le bénéfice sera de tester l’efficacité relative de cette combinaison de thérapeutiques afin d'améliorer le traitement de l'arrêt cardiaque réfractaire à la réanimation sous assistance circulatoire.
Procédures
Les animaux auront tout d'abord une injection d'un calmant afin de réduire le stress dû à la manipulation puis une perfusion intraveineuse sera posée afin de permettre une anesthésie générale. Une fois totalement endormi et sous traitement anti-douleur, nous procèderons à la mise en place d'un dispositif de circulation extra corporelle qui permet d'assurer un débit cardiaque et l'oxygénation du sang. Ce circuit implique d'installer une canule dans une veine et une artère du cochon. Nous réaliserons aussi une ouverture du thorax afin de mettre en évidence le coeur, et nous simulerons un arret cardiaque par occlusion d'une des artères du coeur. La circulation sanguine sera assurée par la circulation extra corporelle durant 60 minutes. Nous procederons à des prélèvements sanguins au moment de l'arret cardiaque, et après 3 et 6 heures. Toutes ces interventions sont réalisées sous anesthésie générale avec un anti-douleur délivré en continu.
Impact sur les animaux
Nuisances attendues sur les animaux : stress durant le transport et l'hébergement, douleur lors de l'installation de l'animal (piqure). Effets secondaires possibles : perte de sang lors de la pose de la circulation extra-corporelle.
Devenir
Notre protocole ne durant que quelques heures, le cochon ne pourra pas être réveillé dans des conditions compatibles avec la vie. De plus, des prélèvements de tissus cardiaques sont nécessaires pour une étude microscopique, l’animal ne reprendra pas conscience et sera euthanasié.
Remplacement
Il n'existe pas, à notre connaissance, de modélisation numérique pour cette étude. La place de cette approche thérapeutique n'a jamais été évaluée. Une vraie étude comparative est nécessaire. Le modèle de choc cardiogénique chez le cochon développé par notre équipe reproduit un état cardiologique très proche de l’état observé en clinique. Ce modèle animal est donc tout indiqué pour cette étude comparative.
Réduction
Modèle déjà en place dans notre structure permettant de réduire le nombre d’animaux à étudier, personnel formé à l’étude et la manipulation du modèle porcin. Le nombre d'animaux a été déterminé comme le nombre minimum d'animaux nécessaire afin d'obtenir des données statistiquements exploitables. La mise en place des appareillage (canules...) sera réalisée par des chirurgiens cardiaques expérimentés.
Raffinement
Les animaux seront hébergés par groupes (au minimum 2 animaux) afin de limiter l’angoisse et le stress des animaux. Le milieu est enrichi avec des jouets adaptés (balles...). Une période de quarantaine d’au moins huit jours avant l’entrée des animaux dans le protocole est respectée permettant leur stabilisation physiologique et comportementale en réduisant le stress. Les animaux sont mis à jeun le jour de l’expérimentation et les cochons seront prémédiqués par l’injection intra-musculaire d’un produit anesthésique aux propriétés calmantes avec un produit psychotrope propriétés antidouleur. Les cochons seront ensuite sous anesthésie profonde pendant tout le protocole d'étude et sous antidouleur continue. Le cochon sera scopé en permanence, permettant de surveiller en continu la fréquence cardiaque, la fréquence respiratoire et la pression artérielle. Toute modification de ces paramètres entrainera une adaptation immédiate des médicaments afin d’assurer le confort de l’animal.
Choix des espèces
Le modèle animal de cochon est utilisé pour sa similitude avérée, en termes d’anatomie cardiaque et de circulation sanguine, avec les processus physiologiques rencontrés en clinique. Le choix d’un modèle sur gros animal s’impose pour effectuer une circulation extracorporelle, nécessaire à notre projet. De plus, ce modèle est déjà connu de nos équipes.
Evaluation de tolérance et de performance de dispositifs et techniques mini-invasifs pour la prise en charge de l’obésité
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Maladies animales
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
Cochons : 69
90 animaux non-humains, 21 chiens et 69 porcs, vont être utilisés dans des procédures classées sans réveil à modérées, la plupart tués à l'issue et une partie des chiens réutilisée. Ils reçoivent des dispositifs implantés dans l'estomac sous anesthésie pouvant durer trois heures, puis des prises de sang et des séances d'imagerie répétées, pour tester des techniques mini-invasives contre l'obésité. Le porteur signale une douleur post-opératoire prise en charge par un patch de fentanyl qui impose d'isoler chaque animal, et indique que les animaux tués seront ensuite utilisés pour la formation de vétérinaires. Il juge le recours à un organisme complet et vivant "indispensable" et rappelle l'évaluation in vivo comme un "impératif réglementaire", les bénéfices pour les patients restant renvoyés à plus tard.
Objectifs
Le projet a pour objectif le developpement de dispositifs médicaux innovants associés à de nouvelles techniques mini-invasives pour la prise en charge de l'obésité. Pour cela des étapes de validation de fonctionnalité, puis d'évaluation de sureté et de performance seront nécessaires.
Bénéfices attendus
Actuellement, le traitement de l'obésité par chirurgie implique des modifications importantes et souvent irréversibles au niveau de l'appareil digestif du patient. Ces méthodes présentent une efficacité avérée, mais également des effets secondaires parfois graves ou persistants. Par ailleurs, elles ne peuvent pas être proposées à tous les patients, et certains patients éligibles ne souhaitent pas recourir à la chirurgie: ces deux catégories de patients se trouvent donc en impasse thérapeutique, avec des impacts graves sur leur état de santé et leur espérance de vie. Le développement de techniques mini-invasives efficaces pour la prise en charge de l'obésité permettrait à ces patients de bénéficier du traitement dont ils ont besoin, avec peu ou pas d'effets secondaires, une durée d'anesthésie et d'hospitalisation réduites, ainsi qu'une réversibilité du processus.
Procédures
Anesthésies pour mise en place des dispositifs: injection de quelques secondes, puis anesthésie de maximum 3h Prises de sang, maximum 1x/semaine: sous anesthésie brève chez le Porc, la ponction dure quelques secondes et l'anesthésie dure env. 20 minutes (si anesthésie spécialement pour la ponction). Vigile chez le Chien, durée de 10 secondes environ Imagerie: sous anesthésie, maximum 1h par session d'imagerie, 2 fois par semaine maximum Autant que possible les actes seront regroupés de façon à ne pas cumuler les temps d'anesthésie (de cette façon par exemple sur un délai d'1h peuvent être réalisé prise de sang + imagerie, ou sur un tempsps de 3h chirurgie+prise de sang+imagerie)
Impact sur les animaux
Les effets délétères attendus sur les animaux sont semblables à ceux observés chez les patients humains: complications liées à la chirurgie ou à l'anesthésie, douleur post-opératoire, inconfort digestif transitoire
Devenir
La plupart des animaux seront euthanasiés pour des prélèvements terminaux. Cependant, les chiens utilisés pour des essais préliminaires de pose-dépose de dispositifs pourront être gardé en vie et réutilisés sur des procédures, après validation du vétérinaire sanitaire et avis de la sbea. Les animaux euthanasiés seront valorisés pour la formation initiale et continue: formation d'étudiants vétérinaires aux autopsies et à l'anatomie, formation de personnel technique ou d'étudiants vétérinaires à des gestes invasifs sur cadavre/pièces anatomiques. Ces animaux pourront également permettre l'obtention de prélèvements ou données nécessaires aux équipes de recherche du site.
Remplacement
L'évaluation in vivo des dispositifs médicaux sous leur forme finale est un impératif réglementaire. Si une partie de cette évaluation se fait lors des essais cliniques (chez l'Homme), ces essais cliniques doivent impérativement être précédés de tests chez l'animal afin de valider le fonctionnement des systèmes de pose en conditions réelles d'utilisation, la non dangerosité des dispositifs, et leurs performances. La complexité et l’adaptabilité du système digestif limitent notre capacité à simuler l’environnement exact auquel sera soumis le dispositif in vivo. L'utilisation d'un organisme complet et vivant est indispensable notamment pour le suivi post implantation (sureté, tolérance) et les éventuels essais d'efficacité (perte de poids). Avant le passage à l'animal, une très grosse partie du développement des dispositifs se fait en laboratoire (pour toute la partie "mécanique") et également sur pièces anatomiques / cadavres.
Réduction
L'utilisation des animaux vivants ne surviendra qu'en fin de développement du dispositif, afin d'obtenir les données finales nécessaires pour permettre ensuite la mise en place d'essai cliniques, puis la mise sur le marché. De ce fait, le nombre d'animaux se trouve réduit au minimum nécessaire pour l'obtention de données suffisemmant fiables sur la non-dangerosité des dispositifs en "conditions réelles", et éventuellement des données partielles sur leur efficacité (il ne s'agit que d'un objectif secondaire ici, la majorité des données d'efficacité pouvant être obtenue lors des essais cliniques ultérieurs: des données concernant la perte de poids pourront donc être collectées à l'occasion des essais de tolérance / performance, mais il n'y aura pas d'étude pré-clinique uniquement dédiée à l'étude de la variation pondérale). Le nombre d'animaux sera également réduit en utilisant au maximum des techniques permettant un suivi longitudinal, et ainsi en évitant d'avoir systématiquement recours à des euthanasies séquentielles: imagerie, réalisation de biopsies sous endoscopie.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans le respect de leurs besoins éthologiques avec enrichissements propres à l’espèce. Les animaux auront un patch de fentanyl 3 jours après la chirurgie, ce qui nécessitera un isolement individuel afin qu’ils ne puissent pas se l’arracher entre-eux, voir l’ingérer et risquer une surdose. Pour compenser cette isolement ils seront hébergés dans des box attenants avec contact olfactif et visuel. De plus, la température de la salle d’hébergement sera augmentée. Le suivi quotidien des animaux et les pesées hebdomadaires sont assurés par le personnel technique et animalier habilité et habitué à travailler avec des porcs. Les animaux suivront également un programme de socialisation afin de réduire le stress engendré par les actes quotidiens. En cas de troubles liés au dispositif, des traitements pourront être mis en place, similaires à ceux pratiqués en médecine humaine. Tout acte douloureux ou fortement stressant sera réalisé sous sédation ou sous anesthésie (locale ou générale selon les besoins). Si nécessaire, la douleur sera prise en charge par l'administration de traitements analgésiques adaptés: AINS et/ou morphiniques. Les rations pourront être enrichies avec une solution de nutrition entérale hyperénergétique voire remplacées par cette solution en période post-opératoire immédiate (afin de ne pas solliciter l'estomac avec des éléments solides). Au cours des études, les animaux feront l'objet d'un suivi clinique minutieux, afin de détecter tout signe de mal-être ou toute anomalie physique. Des examens d'imagerie et des prélèvements sanguins viendront compléter cette évaluation.
Choix des espèces
Nous testons un dispositif complet dans sa version finale, destiné à être placé dans l’estomac d’un humain adulte, ou dans certains cas, dans l'estomac de chiens obèses. Le modèle animal doit donc avoir un estomac d’une taille comparable à celle de l’homme ou correspondre à l'espèce cible (chien). Les espèces retenues pour ce projet sont: Porc, Miniporc, Chien. Porcs et Miniporc seront désignés ici sous le terme "Porc". Le Porc est considéré comme le modèle animal le plus représentatif de l’être humain d’un point de vue de l’anatomie et de la physiologie digestive, avec un régime omnivore et un estomac de taille très comparable à l'Humain. Cependant, il présente des particularités anatomiques pouvant entrainer des difficultés lors d'endoscopies. Le Chien ne présente pas ces particularités anatomiques, ce qui rend les abords endoscopiques plus aisés. Par ailleurs, il peut être espèce cible des dispositifs médicaux. Les deux espèces sont adaptées pour la réalisation d'études portant sur la perte de poids. Le choix se fera au cas par cas, en fonction de l'étape de développement du dispositif, de sa forme, et de son moyen de fixation. Le chien ou le porc présentent des différences anatomiques qui nous orientent dans le choix. Les porcs seront des animaux juvéniles de 40 à 80kg, de façon à avoir une anatomie digestive similaire à l'Homme, et pour laquelle les dispositifs auront une taille adaptée. Les miniporcs seront des animaux adultes ou en fin de croissance (40-50kg) de façon à avoir une anatomie digestive similaire à l'Homme, pour laquelle les dispositifs auront une taille adaptée et afin de pouvoir réaliser des essais d'efficacité Les chiens seront des adultes, de façon également à avoir un estomac d'assez grande taille, et à pouvoir éventuellement réaliser des suivis de perte pondérale.
Evaluation de l’impact d’une infection par le virus de la grippe porcine sur les macrophages pulmonaires et le devenir d’une infection ultérieure par un autre virus respiratoire porcin
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
30 cochons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont infectés par un virus de la grippe porcine par voie trachéale puis, pour certains, par un second virus respiratoire par voie nasale, ce qui provoque fièvre, baisse d'appétit et troubles respiratoires, avant leur mise à mort pour prélever les poumons. L'étude porte sur l'effet de la grippe sur les cellules immunitaires pulmonaires, avec une visée d'élevage et un rapprochement annoncé avec la grippe humaine. Le porteur reconnaît l'existence de modèles in vitro mais les juge trop éloignés de "l'environnement pulmonaire complet".
Objectifs
En élevage porcin, les problèmes respiratoires sont responsables de pertes économiques importantes. Ces troubles sont fréquemment dus à une association d’agents pathogènes et sont alors rassemblés sous le nom de « Complexe Respiratoire Porcin ». Parmi les virus importants impliqués dans le complexe respiratoire porcin figurent les virus de la grippe porcine (swIAV) et celui du syndrome dysgénésique et respiratoire porcin (PRRSV) qui se retrouvent fréquemment associés en élevage. Pour comprendre les interactions entre ces deux virus, des expériences de co-infections ont été réalisées chez le porc. Ces études ont consisté soit à inoculer les porcs avec les deux virus en même temps ou bien à les inoculer de façon décalée en inoculant d’abord le virus PRRSV puis le virus swIAV quelques jours plus tard. Par ailleurs, la plupart des données récoltées concernent principalement les symptomes, les lésions ou bien la multiplication des virus, mais les réponses immunitaires ont été peu étudiées au niveau des poumons. Notamment, très peu de données sont disponibles sur les macrophages pulmonaires (grosses cellules immunitaires présentes dans le poumon et capables d’ingérer des particules) après infection grippale (swIAV) et/ou infection PRRSV alors que ces cellules font partie de la première ligne de défense contre les agents pathogènes et qu’elles sont la cible principale du PRRSV. Or, des études réalisées chez la souris et le singe ont montré que l’infection par le virus de la grippe pouvait diminuer le nombre de macrophages et influencer leur développement, ce qui pourrait largement influencer le devenir d’une infection ultérieure par un autre virus respiratoire. Dans ce contexte, cette étude a pour objectifs d’évaluer l’impact d’une infection grippale sur la population des macrophages pulmonaires, ainsi que sur les réponses précoces des porcs à une infection secondaire par un virus ayant pour cible ces cellules pulmonaires, à savoir le virus du PRRSV.
Bénéfices attendus
Les résultats de cette étude aideront à approfondir les connaissances sur l’immunité pulmonaire chez le porc, plus précisément sur l’impact de l’infection grippale sur les macrophages pulmonaires et sur leur rôle lors d’infections swIAV et PRRSV successives. A terme, ces résultats pourraient permettre d’imaginer de nouvelles stratégies préventives ou curatives des infections virales respiratoires chez le porc ciblant les macrophages. Par ailleurs, compte tenu des similitudes entre les infections grippales chez le porc et chez l’homme, les données récoltées au cours de ce projet pourraient également contribuer à une meilleure compréhension du rôle des macrophages au cours de l’infection grippale chez l’homme.
Procédures
Selon les groupes, les animaux recevront : - du virus grippal swIAV à J0 par voie trachéale puis du PRRSV à J7 par voie nasale (2 groupes de 5 porcs); - du swIAV uniquement à J0 par voie trachéale (1 groupe de 5 porcs); - du milieu de culture à J1 par voie trachéale puis du PRRSV à J8 par voie nasale (2 groupes de 5 porcs); - uniquement du milieu de culture à J1 par voie trachéale (1 groupe de 5 porcs) L’inoculation intra-trachéale prend environ 2 minutes alors que l’inoculation intranasale prend environ 30 secondes. Selon les lots, les porcs seront soumis à : 1/ des écouvillonnages nasaux sur animal vigile : 2 à 5 prélèvements selon les groupes Les écouvillonnages nasaux prennent environ 15 secondes par animal 2/ des prises de sang sur animal vigile : 2 à 5 prélèvements selon les groupes Les prises de sang prennent environ 15 secondes par animal
Impact sur les animaux
Suite à l’inoculation d’un virus grippal par voie trachéale, un épisode de fièvre est attendu, ne persistant guère plus de 4 jours, ainsi qu’une baisse d’appétit pendant les 3 à 4 jours suivant l’infection et des troubles respiratoires (respiration difficile, toux et éternuements) pendant la semaine suivant l’infection. En ce qui concerne l’inoculation par le PRRSV par voie nasale, les signes cliniques attendus se résument à un court épisode de fièvre modérée accompagné d’une légère baisse d’appétit. Chez les animaux co-infectés swIAV/PRRSV, on pourrait éventuellement observer une manifestation clinique légèrement supérieure à celle observée chez les animaux infectés par un seul virus.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure pour pouvoir récolter les poumons à partir desquels seront collectés les macrophages.
Remplacement
Il existe des modèles d’infection in vitro pour les virus swIAV et PRRSV. Ces modèles reposent le plus souvent sur l’infection d’un seul type cellulaire, notamment l’infection de cellules épithéliales pour le swIAV et l’infection de macrophages pour le PRRSV. Nous avons mis au point un modèle de co-culture cellulaire (cellules épithéliales + macrophages) dans lequel nous évaluons l’effet des infections simultanées ou successives par un swIAV et le PRRSV. Si ces modèles de co-culture cherchent à représenter ce qui peut se produire au niveau de l’arbre respiratoire, ils sont malheureusement encore loin de pouvoir reconstituer la grande complexité de l’environnement pulmonaire complet (manque de nombreux types cellulaires, absence de flore bactérienne, …), d’où l’intérêt d’avoir recours à une étude in vivo.
Réduction
Pour répondre aux objectifs de l’étude, il est nécessaire d’avoir 6 lots d’animaux à comparer : 2 lots inoculés au swIAV puis inoculés au PRRSV 7 jours plus tard (dont 1 mis à mort à 3 j et l’autre à 7 j post-infection PRRSV) ; 1 lot inoculé au swIAV uniquement ; 2 lots inoculés au PRRSV uniquement (dont 1 mis à mort à 3 j et l’autre à 7 j post-infection PRRSV) ; et 1 lot inoculé par du milieu de culture (témoin). Le nombre d’animaux a été déterminé de façon à pouvoir comparer statistiquement les résultats.
Raffinement
Chaque lot sera logé dans une animalerie différente contenant 2 parcs hébergeant chacun 2 ou 3 porcs. Les animaux seront élevés en groupes stables au cours de toute la durée du projet. Ils seront alimentés à volonté et auront accès à discrétion à de l’eau. Le confort thermique des animaux sera assuré par des lampes chauffantes et des plaques de couchage dans les jours qui suivent le sevrage. Ils auront accès à des jouets. Après chaque prélèvement, une récompense type grenadine sera distribuée aux animaux. Une attention particulière sera apportée au suivi clinique de chaque animal au quotidien pendant toute la durée de la procédure expérimentale. En cas d'atteinte d'un des points limites définis préalablement, les animaux seront mis à mort afin qu'ils ne souffrent pas.
Choix des espèces
Le porc est l’espèce cible du virus influenza porcins et du PRRSV. Les animaux seront sevrés à 4 semaines d’âge et inoculés à 8 semaines et demie d’âge. Cet âge correspond à la fin de la période de post-sevrage, à un moment où le système immunitaire est considéré comme mature. Dans nos conditions expérimentales, nous savons que des animaux de cet âge développent des symptômes grippaux lorsqu’ils sont inoculés par voie trachéale avec un swIAV, c’est pourquoi nous prévoyons d’inoculer les animaux à cet âge, par cette même voie.
Validation d’un modèle porcin dédié à l’évaluation de biomatériaux de substitution osseuse destinés aux greffes alvéolaires secondaires des patients en cours de croissance porteurs de fentes faciales
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
8 cochons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Âgés de trois mois pour rester en croissance, ils subissent une chirurgie d'environ deux heures sous anesthésie pour l'implantation de biomatériaux osseux, avec des risques de douleur, de saignement et d'infection reconnus par le porteur, puis des examens buccaux sous sédation aux jours trois et sept. L'objectif est de valider un modèle porcin pour évaluer des substituts osseux destinés aux enfants porteurs de fentes faciales. Le porteur affirme que les modèles de culture peinent à reproduire la perfusion et les contraintes mécaniques de la mastication, ce qui rendrait "pertinent" de disposer d'un modèle animal.
Objectifs
En France, l’incidence des fentes labiales et / ou palatines, toutes formes cliniques confondues, est de 1 pour 700 à 1000 naissances. Leur prise en charge nécessite plusieurs temps de réparation chirurgicale. La greffe osseuse alvéolaire secondaire (GOAS) intéresse les enfants en cours de croissance cranio-faciale, entre 5 et 7 ans. Bien que les biomatériaux soient utilisés en reconstruction osseuse adulte, leur emploi dans le domaine des fentes reste peu courant. Ils permettraient pourtant de s’affranchir de prélèvements iliaques aux complications multiples. En outre, l’amélioration des biomatériaux doit se confronter à un nombre limité de modèles animaux à même de retranscrire les particularités d’une greffe en site en cours de croissance cranio-faciale. Le choix du modèle porcin s’est fait en raison de son utilisation dans la littérature comme modèle dans l’étude des defects osseux maxillo-faciaux. En effet, il est considéré comparable à l’homme aux vues de sa ressemblance en terme d’anatomie, de morphologie, de sa capacité de guérison, de remodelage osseux et de sa densité minérale. De ce fait, sa pertinence est largement supérieure à celle du modèle rongeur pour les objectifs visés ici. L’objectif de ce projet est de valider un modèle gros animal (porcin) dédié à l’évaluation de biomatériaux de substitution osseuse destinés aux GOAS réalisée en cours de croissance cranio-faciale, par l’intermédiaire de l’implantation in-vivo de matériaux conventionnels et de nouveaux biomatériaux mis forme par impression 3D.
Bénéfices attendus
Les nouvelles approches thérapeutiques, comme l'ingénierie tissulaire, utilisent des échafaudages de biomatériaux (scaffolds) pour stimuler et guider la régénération tissulaire. Ils constituent un réseau tridimensionnel qui imite le micro-environnement extracellulaire favorisant la viabilité, la fixation, la croissance et la migration des cellules tout en maintenant la structure du tissu régénéré in-vivo. La littérature montre que les scaffolds sur mesure améliorent la précision et réduit le temps d'opération, tout en étant associés à de meilleurs résultats cliniques. Les principales applications de ce projet sont la mise à disposition d’un modèle gros animal à même de permettre l’évaluation de tel scaffolds implantés en site de croissance, ainsi que les premières évaluations de nouveaux biomatériaux de reconstruction utilisables pour les GOAS des fentes.
Procédures
Les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale afin d'implanter les biomatériaux de substitution osseuse sous anesthésie générale. La manipulation de chaque animal devrait durer environ 2h en comptant les phases pré et post-opératoires. Ils recevront en post-opératoire une antibiothérapie (Amoxicilline 1 g 3 fois par jour pendant 3 jours) ainsi que des antalgiques (anti-inflammatoires) systèmatiques pendant 48h. Il s'agit là d'injections réalisées en quelques secondes. A J3 et J7 post-opératoire, un examen clinique sous sédation ou anesthésie générale (la choix sera fait en fonction des résultats du pré-essai)sera réalisé sur l'ensemble des animaux pour effectuer un examen endo-buccal pour surveiller la cicatrisation. L’animal sera aussi pesé. Ces examens devraient durer environ 30min.
Impact sur les animaux
Durant l’intervention la douleur sera prise en charge puisque la réalisation du geste s'effectuera sous anesthésie générale et analgésie. Risque inhérent à l’anesthésie générale. Risque de saignement per opératoire. En post opératoire, les animaux seront particulièrement surveillés sur les points suivant: signes de douleurs, problèmes de cicatrisation, infection du site opératoire. Les douleurs et le risque infectieux sont principalement existant durant les 48 premières heures post opératoire. Difficultés d’alimentation en post opératoire pouvant résulter en une perte de poids. Une nouvelle évaluation clinique sera réalisée à 3 et 7 jours, source potentielle de stress et douleur liée à l’injection d’anesthésique en intramusculaire.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à l'issu des procédures pour réaliser une évaluation radiologique et anatomopathologique.
Remplacement
L’évaluation physico-chimique et biologique in vitro est un préalable à l’utilisation de nouveaux biomatériaux en chirurgie oro-faciale. Pour autant, mêmes les modèles de culture tridimensionnels peinent à reproduire la physiologie humaine, notamment la perfusion constante des zones greffées et l’application de contraintes mécaniques à la mastication. A ce titre, il devient pertinent de disposer de modèles animaux d’évaluation des biomatériaux.
Réduction
Notre étude est une étude interventionnelle. Pour répondre à l’objectif principal qui est la validation du modèle, les défauts laissés vacants devront constituer des défauts critiques. Pour répondre aux objectifs secondaires, à savoir l'efficacité des matériaux implantés, l’évaluation se fera en comparaison à l’absence d’implantation de matériel correspondant au témoin sur le même animal. Une pré-étude afin de valider les protocoles chirurgicaux sera réalisé en amont sur 1 à 2 animaux. Pour évaluer les résultats nous réaliserons une analyse radiologique et anatomopathologique à 3 périodes, 30 jours, 60 et 120 jours. Ainsi nous réaliserons les expérimentations sur 3 lots de deux animaux. Ceci permettra une fiabilisation des résultats et de ne pas mettre en péril l’étude en cas de problème sur un animal. S’agissant de la validation d’un modèle, l’objectif principal reposera sur la bonne cicatrisation des zones greffées et le maintien de la physiologie des animaux, tout en validant la taille du défaut critique. Pour répondre à cette approche, l’utilisation de deux animaux par lot permettra d’obtenir des résultats tout en s’affranchissant de la variabilité individuelle. En parallèle, les paramètres de densité et volume osseux seront étudié de manière descriptive sans emploi de méthode statistique.
Raffinement
Afin de diminuer le stress péri-opératoire, il sera prévu une période d’acclimatation des animaux avant la prise en charge chirurgicale ainsi que l’administration d’une prémédication. L’intervention chirurgicale sera réalisée sous anesthésie générale et pour éviter toute douleur pendant l’intervention des antalgiques seront administrés en per opératoire, une couverture chauffante sera mise en place afin de prévenir l’hypothermie, un protocole d’asepsie sera strictement appliqué pour éviter le risque d’infection du site opératoire et une antibioprophylaxie préviendra également ce risque. Une injection de lidocaïne sera faite au niveau du site opératoire afin de diminuer les douleurs post opératoires et le risque de saignement per opératoire. Des antalgiques seront administrés de façon systématique afin de prévenir les douleurs en post opératoire.
Choix des espèces
Le porc est un animal de choix pour tester les biomatériaux de substitution osseuse car son taux de régénération osseuse (1,2-1,5 μm/j) est comparable à celui des humains (1,0-1,5 μm/j). De plus, il est considéré comme un des modèles représentatifs proches des processus de régénération osseuse chez l'homme en ce qui concerne l'anatomie, la morphologie, la capacité de guérison, le remodelage, la densité minérale. Le modèle porcin adulte a récemment été validé pour tester l’efficacité de greffe osseuse au niveau maxillo-facial. Pour autant, aucun travail n’a porté sur l’individu en cours de croissance. Les animaux seront âgés de 3 mois pour qu’ils soient toujours en cours de croissance.
Administration de molécules pharmacologiques et suivi de leurs effets chez le mouton et le porc
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
Moutons : 6
24 moutons et cochons vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, une partie réutilisée et six tués à l'issue. Ils subissent des prélèvements sanguins très fréquents, jusqu'à dix-neuf par jour, et la pose de cathéters veineux et de sondes urinaires, pour étudier le devenir de molécules pharmacologiques chez ces espèces. Le porteur indique que les moutons privés d'accès veineux sont réformés puis, selon leur état, euthanasiés pour des travaux pratiques d'autopsie ou réutilisés pour des exercices de contention, tandis que les cochons sont tués mais réutilisés autant que possible pour l'entraînement chirurgical. Il conclut que la complexité des organismes impose une étude in vivo.
Objectifs
Que ce soit pour le développement de nouvelles méthodes d’investigation clinique pour l’homme ou l’animal en médecine vétérinaire ou que ce soit pour l’évaluation de molécules pharmacologiques, il est nécessaire de procéder en deux phases : - le développement préclinique, - puis le développement clinique. Ici, nous nous intéressons uniquement à la phase préclinique. Le développement préclinique a, entre autres, pour objectif de définir l’activité pharmacologique, pharmacocinétique et toxicologique des molécules étudiées.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra à court terme de développer de nouvelles méthodes d’investigation cliniques utiles à la fois en médecine vétérinaire (notament sur les espèces de rentes qui sont souvent négligées) et en recherche préclinique. Ce projet permettra également d’identifier les effets pharmacologiques des molécules étudiées ou leur devenir chez le mouton ou le porc, ainsi que d’évaluer leur toxicité éventuelle. Ce projet devrait donc permettre à long terme d’améliorer les soins cliniques apportés aux animaux d’élevage et fournir des informations précliniques (grace aux données pharmacocinétiques ou pharmacodynamiques) qui peuvent être utilisées par la suite par l’ensemble de la communauté scientifique.
Procédures
Des prélèvements sanguins fréquents sont prévus. Notre protocole prévoit de réaliser au maximum 19 prélèvements de 3 ml par jour. Ceci représente 57 ml de sang prélevés par animal par jour ce qui correspond à moins de 2% du volume sanguin du mouton. Des prélèvements d'urine peuvent être nécessaires et se feront à l'aide d'une sonde urinaire préalablement mise en place. Les prélèvements sanguins ou urinaires ne durent pas plus de 30 secondes chacun y compris le temps de rinçage du cathéter pour les prélèvements sanguins.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables sont classés selon leur fréquence d’apparition. Les mesures correctives mises en place sont précisées. Catheter veineux : - Rare (moins de 10 cas/an dans notre structure): Risque de thrombose du catheter. En l'absence d'arguments bibliographiques, il n’est pas possible de proposer une recommandation concernant l’utilisation d’un verrou héparine, ou d’un verrou au sérum physiologique seul le rinçage régulier et biquotidien avec du serum physiologique hépariné semble efficace à titre préventif. Si cet événement survient, le cathéter est retiré. Soit un nouveau cathéter est mis en place sur un autre site sous anesthésie/tranquilisation, soit l’animal est exclu de l’étude. Dans tous les cas l’animal reste sous surveillance pendant plusieurs jours. - Assez Rare (Moins 1 cas/an dans notre structure): Inflammation locale ou infection. Afin d’éviter cela, toutes les précautions d’aseptie et d’antisepsie lors de manipulation du cathéter sont mises en place. Avant la manipulation du cathéter, un traitement hygiénique (gants et bouchon du catheter) par friction désinfectante à l'aide d'un gel ou d’une solution hydro-alcoolique est réalisé. Le site d’insertion du cathéter est examiné au moins une fois par jour à la recherche de signes locaux. La réfection du pansement est réalisée uniquement s’il est décollé ou souillé. Le cathéter est retiré en cas de complication locale ou de suspicion d’infection systémique. Effet sur l’animal : gène et douleur au niveau du site de l’affection et signes généraux possibles. Lors de la survenue de cette affection, l’animal est exclu de l’étude, traité et placé sous surveillance. - Très Rare : phlébite suite à la pose du cathéter veineux. Effet sur l’animal : gène et douleur au niveau du site de l’affection et signes généraux possibles. Dans ce cas l’animal est exclu de l’étude, traité et placé sous surveillance. Dans les cas les plus graves l’animal est euthanasié. Sonde urinaire : - Risque d’infection urinaire : La sonde est retirée, l’animal est traité et placé sous surveillance. - Risque d’arrachement de la sonde : rare. L’animal est traité et placé sous surveillance. Afin de limiter les risques d’arrachement les sondes urinaires sont suturées lors de la pose. Les moutons peuvent rester en groupe mais les porcs sont placés en cage individuelles tout en leur permettant de conserver des interractions sociales avec leurs congénères placés dans les cages adjacentes.
Devenir
Pour les moutons : Les animaux n’ayant plus d’accès vasculaires jugulaires ne peuvent être réutilisés et sont donc réformés. Parmi ces animaux réformés, certains (en accord avec le vétérinaire responsable) sont euthanasiés puis utilisés à des fins pédagogiques (TP d’autopsie). Les animaux n’ayant plus d’accès vasculaires jugulaires ne peuvent être réutilisés et sont donc réformés. Parmi ces animaux réformés, ceux présentant un bon état de santé peuvent être ré-utilisés à des fins pédagogiques (TP contention, TP tonte). Les animaux non réformés peuvent être ré-utilisés en expérimentation après une période de repos d’au moins trois semaines avec un suivi médical. L’avis d’un vétérnaire sera requis avant toute réutilisation. Pour les porcs : Les animaux sont tous mis à mort à la fin de l’expérimentation. Toutefois, nous ferons en sorte qu'un maximum d'animaux soient réutilisés, notamment à des fins pédagogique (TP autopsie, entrainement à des gestes chirurgicaux spécifiques, …).
Remplacement
La finalisation de méthodes d’investigation cliniques ou l’application de méthodes d’investigation clinique d’une espèce à une autre ne peuvent être réalisées par définition qu’in vivo. Les effets des molécules pharmacologiques étudiées peuvent être évaluées au préalable par l’obtention de données in vivo ou ex vivo. Cependant, du fait de la complexité des organismes, les effets multiples sur plusieurs organes ne peuvent être étudiés qu’in vivo. Les études in vivo permettent ainsi une analyse et une prédiction plus fiable de la pharmacocinétique animale et également humaine d'après des données d'études scientifiques. Néanmoins, avant nos études, les caractéristiques physico-chimiques des produits sont évaluées in vitro et une recherche bibliographique approfondie est menée.
Réduction
Nous utilisons le nombre le plus réduit possible d’animaux notamment en réalisant lorsque cela est possible des essais croisés avec des périodes de washout. Les études de pharmacocinétique sur animaux s’effectuent habituellement (selon la littérature) avec des groupes de 6 à 8 animaux par test. Une approche statistique permet de déterminer le nombre d'animaux minimum nécessaire pour l'étude.
Raffinement
Les animaux sont acclimatés et maintenus en groupe tant que c'est possible. Ils ne sont isolés que lorsqu'ils sont équipés de cathéters qu'un congénère pourrait détériorer. Auquel cas on maintient entre eux un contact visuel et olfactif et notre équipe continue à entretenir un contact social. Les catheters sont entretenus régulièrement pour éviter qu'ils ne se bouchent. Toutes les phases douloureuses sont anticipées par des traitements analgésiques. Au terme des protocoles, un examen clinique permet de déterminer si les animaux sont réutilisables pour un autre protocole. Nous veillons à limiter le nombre d'utilisations, pour éviter de trop solliciter les animaux qui sont soit placés, soit inclus dans un protocole qui termine par l'euthanasie. Par ailleurs, le plan de prélèvements sanguins est conçu de sorte à ne jamais prélever un volume de sang supérieur à 7,5% du volume circulant de l'animal. De même, les volumes administrés ne dépasseront pas les recommandations communément admises dans "A Good Practice Guide to the Administration of Substances and Removal of Blood, Including Routes and Volumes". Les points limites spécifiques sont repris dans une grille de scoring de la douleur. Cette grille est élaborée à partir de critères d'observation des animaux d'une part (porcs : posture, activité et interraction avec congénères / ovins: idem +rumination) et de critères de mesures objectives comme la prise de boisson, de nouriture, la température corporelle, la prise de poids, les paramètres physiologiques (fréquence respiratoire, fécès). Au niveau des sites d'implantation des cathéters les signes de chaleur ou de douleur et l'évaluation de son intensité est réalisée par du personnel formé. En cas de doute le vétérnaire est imédiatement informé et passe dans l'heure qui suit. En cas d'hyperthermie les animaux sont immédiatement traités par des anti-pyrétiques ou des anti-inflammatoires. Les points limites conduisant à l'éviction de l'animal sont : complications liées à la mises en place des cathéters et de la sonde urinaire comme de la fièvre ne retrocédant pas aux anti-pyrétiques dans les 48h (ou moins si très élevée ou si d'autres signes de douleur), abcès ne régressant pas suite au traitement, déshydratation, léthargie ou prostration persistante associée aux autres signes. Ces situations ne sont que très rarement rencontrées dans ce type d'étude.
Choix des espèces
Les études de pharmocinétique ou de pharmacodynamie réalisées in vivo et ex vivo permettent d’orienter les conclusions et de mieux cibler des molécules intéressantes en santé humaine et animale. Cependant, du fait de la complexité des organismes, l’obtention de résultats précis et fiables nécessite obligatoirement de mettre en place un modèle animal. Par ailleurs, le choix d’animaux de grande taille (tels que le porc et le mouton) permet d’évaluer les effets de molécules d’intérets dans ces espèces qui peuvent constituer les espèces cibles. Ce choix permet également de faciliter les corrélations entre l’animal et l’humain du fait d’un poids similaire (mouton de 60 kg avec un volume sanguin proche de celui de l’homme) ainsi que parfois d’une physiologie plus proche en particulier chez le porc. Par exemple pour l’étude de molécules ayant une distribution hépatique, il est important de vérifier la physiologie de la libération de la bile dans le modèle animal. Or, la composition de la bile chez le porc est très similaire à celle de l’Homme. De même, la physiologie rénale du porc ressemble fortement à celle de l’Homme.
Thermoablation percutanée, etude de l’efficacité et de l’innocuité par IRM
- Recherche appliquée
- Cancers
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
6 cochons vont être utilisés, opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil. Chaque animal reçoit trois à quatre insertions d'aiguilles de thermoablation, deux à trois dans les lobes du foie et une dans la prostate, suivies de destructions par la chaleur sous IRM au cours d'une intervention pouvant durer jusqu'à deux heures. Le porteur affirme qu'il est "nécessaire" de tester ces techniques sur un organisme vivant et retient le porc parce que la taille de ses organes se rapproche de celle de l'humain, ce qui permet d'utiliser le matériel de la clinique humaine. Tous les animaux sont tués en fin de procédure pour des analyses des organes cibles.
Objectifs
Il existe de nombreux traitements en contexte oncologique. Le choix du traitement du cancer dépend de l'organe cible et du stade d’avancée de la maladie. Par exemple, la transplantation hépatique, la résection chirurgicale ou la destruction percutanée sont les traitements proposés pour un cancer diagnostiqué à un stade peu avancé. La chimioembolisation, la chimiothérapie, les thérapies ciblées, les traitements palliatifs sont proposés dans le cas de cancers plus avancés. La destruction percutanée est envisagée chez les patients ayant des masses tumorales bien définies, celle-ci est notamment utilisée sur les organes abdominaux, thoraciques, la thyroïde, l'os. Ce traitement peu invasif est une alternative à la chirurgie consistant à introduire une sonde sous repérage scanner échographique ou Imagerie par Résonnances Magnétique (IRM) afin d’atteindre la tumeur et la détruire par la chaleur (micro-ondes ou radiofréquences). Ce traitement est rapide avec peu de complications reportées. Cette technique est à la fois très utilisée mais très peu normalisée, une meilleure connaissance et compréhension des mécanismes semble nécessaire en termes d'efficacité et de sécurité. L'objectif de cette étude est d'étudier la formation de lésion de façon dynamique en réalisant des ablations thermiques micro-ondes sous Imagerie par Résonnance Magnétique de puissance de champ magnétique de 3 Tesla (IRM 3T).
Bénéfices attendus
A l’issue de cette étude, une meilleure compréhension des mécanismes de formation des lésions de thermoablation permettra d'adapter les protocoles de cette technique dans une optique de standardisation au service de l'éfficacité et de la sécurité.
Procédures
Chaque animal sera impliqué dans une procédure sans réveil après 7 jours d'acclimatation. Les animaux concernés seront isolés la veille de l'intervention en petit groupe de 2 et mis à jeun ensemble. Le jour de l'intervention, l'anesthésie est précédée d'un isolement de l'animal dans un box vide afin de réaliser la prémédication par piqûre intramusculaire du mélange sédatif. cette étape ne dure que 5 minutes car l'animal est piqué au niveau de la cuisse par une aiguille reliée à une grande tubulure permettant une injection lente du produit sans contention. Sous anesthésie générale, les animaux auront 3 à 4 insertions d'aiguille de thermoablation sous repérage échographique ou IRM (2 à 3 dans les lobes hépatiques et 1 dans la prostate). Des imageries IRM seront réalisées tout au long de la procédure dans un but de repérage anatomique, de vérification de la localisation des aiguilles et de suivi de la formation des lésions de thermoablation. Les protocoles utilisés auront une durée de 10 minutes par ablation. La procédure aura une durée totale de 2h maximum en prenant en compte les possibles contre-temps techniques (30minutes de préparation de l'animal, imageries basales, mise en place des aiguilles (n=3 ou 4), temps de thermoablations et d'imageries IRM).
Impact sur les animaux
La procédure expérimentale étant sans-réveil, les nuisances ou effets indésirables attendus concernent principalement les périodes d'acclimatation et de préparation. Celles-ci peuvent, en effet, être source de stress, notamment la veille de l'intervention pendant la phase d'isolement en petit groupe (n=2) pour la mise à jeun. Le jour de l'intervention, l'anesthésie est précédée d'un isolement de l'animal dans un box vide afin de réaliser la prémédication par piqure intramusculaire du mélange sédatif. Une voie veineuse périphérique sera mise en place au niveau de l'oreille de l'animal. Des aiguilles de thermoablation seront mises en place de façon écho-guidée.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de cette procédure expérimentale afin d'effectuer des analyses macroscopiques, histologiques et immunohistichimiques sur les organes cibles.
Remplacement
Il est nécessaire d’évaluer l’efficacité et l'innocuité des techniques de thermoablation en réalisant des tests sur organismes vivants pour prendre en compte les éléments qui ne peuvent pas être démontrés par des tests in-vitro (mouvements naturels engendrés par la respiration, proximité d’autres organes et des vaisseaux sanguins). Le projet a pour objectif de valider sous IRM les aspects d’efficacité et de sécurité dans un modèle in-vivo, ne pouvant être validés lors des tests in-vitro. Le modèle porcin, de par sa taille, présente l'avantage d'avoir des tailles d'organes comparables à l'Homme, ce qui permet de tester directement les appareils et protocoles dédiés à l'Homme.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit au maximum en veillant toutefois à obtenir un nombre de zones traitées suffisant. Le nombre d'animaux nécessaires a été défini selon notre expérience et non selon une approche statistique. Nous estimons à 6 le nombre d’animaux nécessaires pour cette étude afin de pouvoir obtenir un nombre de lésions suffisant pour des analyses statistiques: En effet, un nombre de 6 animaux permet d'obtenir un total de 12 à 18 lésions hépatiques (de 2 à 3 par animal), et 6 lésions prostatiques (1 par animal).
Raffinement
Toutes les procédures expérimentales ainsi que l’environnement d’hébergement ont été optimisées. Les animaux, issus de la même fratrie, seront hébergés ensemble dans un box de 9m² avec de la fibre de bois au sol et des objets d'enrichissement renouvelés régulièrement (Kong, balles, jouets caoutchouc durs masticables...). Les gestes interventionnels seront toujours réalisés sous anesthésie générale avec utilisation de morphiniques, par du personnel formé, permettant un temps interventionnel réduit au maximun, afin de prévenir la souffrance et l’angoisse de l’animal dans les phases de préparation (prémédication, pose de cathéter). Le bien-être de l'animal sera contrôlé en veillant aux conditions d'hébergement et au comportement des animaux durant l'acclimatation (d'une durée d'une semaine avant d'entrer dans le protocole). Lors de celle-ci, des observations quotidiennes seront réalisées par une personne compétente basées sur l'apparence physique externe, le comportement (sociabilité, appétit) et les réponses comportementales aux stimuli externes (bruits...).
Choix des espèces
Le porc est devenu l'animal de taille humaine de référence parce qu'il est très proche de l'homme d'un point de vue physiologique et anatomique (taille, structure et morphométrie des organes, stabilité génétique). De nombreuses constantes biologiques sont très similaires à l'Humain. Une fratrie habituelle de 10 à 12 animaux fournit un groupe de stabulation et d'expérimentation homogène. Les dispositifs médicaux de la clinique humaine peuvent directement être utilisés chez le Porc. Ainsi, l'utilisation d'équipements d'imagerie médicale destinés à l'Homme permet d'avoir une qualité d'imagerie équivalente à celle obtenue chez l’humain. Les animaux seront de jeunes adultes âgés de 5 à 7 mois (65+/-5 kg). Cette taille permet d’avoir accès à des organes de taille semblable à l’humain offre l’avantage de travailler avec le même matériel que celui utilisé en pratique clinique humaine.