Cochons
Evaluation de l’efficacité et de l’innocuité de nouvelles technologies de robotique chirurgicale pour la thermoablation percutanée mini-invasive de tumeurs sur modèle porcin
- Recherche appliquée
- Cancers
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
36 porcs vont être utilisés, opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil. Chaque animal reçoit sept insertions d'aiguille, quatre dans les poumons et trois dans le foie, suivies de séances de destruction de tissu par la chaleur, pour valider des dispositifs robotisés de thermoablation destinés à l'humain. Le porteur indique que la procédure, sans réveil, dure jusqu'à cinq heures et que les nuisances attendues concernent surtout le stress des phases d'isolement et de préparation. Il affirme que ces dispositifs, déjà testés en laboratoire, doivent être validés sur un animal vivant pour tenir compte des mouvements respiratoires et de la proximité des organes.
Objectifs
D’après l’Organisation Mondiale de la Santé, le cancer est une cause majeure de décès dans le monde, à l’origine de 10 millions de décès en 2020. 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. Ce traitement peu invasif est une alternative à la chirurgie consistant à introduire une sonde sous repérage scanner afin d’atteindre la tumeur et la détruire par la chaleur (micro-ondes ou radiofréquences). Ce traitement est rapide avec peu de complications reportées. L’insertion de la sonde peut être réalisée manuellement ou à l’aide d’une plateforme robotique. Les objectifs de ce projet sont double: valider de nouvelles technologies de thermoablation, et tester de nouvelles technologies robotisées permettant la réalisation de biopsies et la destruction percutanée mini-invasive de tumeurs. Ces plateformes robotisées proposent une atteinte très précise et sécurisée des tumeurs. Elle sera une alternative pour les patients n’ayant pas recours à la transplantation ou aux traitements par chimiothérapie ou radiologie. Des tests in-vitro ont été réalisés afin de s’assurer du bon fonctionnement du robot et/ou du générateur de thermoablation. Néanmoins, il est nécessaire d’évaluer l’efficacité de ces appareils en réalisant des tests sur animaux 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).
Bénéfices attendus
A l’issu de cette étude, les meilleures combinaisons de conditions seront sélectionnées pour une efficacité optimale des générateurs de thermoablation (puissance et durée d'action). Cette étude permettra également de valider, pour les stations robotisées de positionnement d'aiguilles, le protocole standard et de s’assurer d’avoir une méthode reproductible permettant plusieurs atteintes des cibles, ainsi qu’une évaluation de la sécurité du dispositif.
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 à 3 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 (Kétamine, calmivet, robinul). cette étape ne dure que 5 minutes car l'animal est piqué au niveau de la cuisse par une aiguille de 19G reliée à une grande tubulure permettant une injection lente du produit sans contention. Sous anesthésie générale (avec intubation, anesthésie volatile et administration de morphiniques), les animaux auront 7 insertions d'aiguille de thermoablation sous repérage scanner (4 dans les poumons et 3 dans le foie). Des évaluations de zones de thermoablation permettront de valider des générateurs de thermoablation et de standardiser des protocoles en fonction des dispositifs. Des imageries scanners seront réalisées tout au long de la procédure dans un but de repérage anatomique, de vérification de la localisation des aiguilles et de l'efficacité du générateur après thermoablation (zone d'ablation visible au scanner). Les protocoles utilisés (temps et puissance) pour chaque procédure seront déterminés en fonction des caractéristiques du matériel utilisé (fournis par le fabricant), ceux-ci seront compris entre 50 et 150 Watt pour une durée de 2 à 15 minutes pour chaque ablation. La procédure aura une durée de 5h maximum en prenant en compte les possibles contre-temps techniques (30minutes de préparation de l'animal, imageries basales, installation du robot et du générateur, mise en place des aiguilles (n=7), temps de thermoablations, imageries scanner de vérification à chaque positionnement d'aiguille et à chaque ablation).
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 ou 3) 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 (Kétamine, calmivet, robinul), cette étape ne dure que 5 minutes (piqure avec une grande tubulure permettant l'injection lente du produit sans contention) mais peut également être source de stress.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de cette procédure expérimentale afin d'effectuer des analyses histologiques et immunohistichimiques sur les organes cibles.
Remplacement
Il s’agit d’une étude ayant pour objectif d'évaluer l’efficacité et l’innocuité de nouvelles technologies de thermoablation et de plateformes robotiques chirurgicales pour la pose d'aiguille de thermoablation percutanée. L'ensemble de ces appareils ont été testés in vitro, cependant, il est nécessaire d’évaluer l’efficacité de ces appareils 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 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'avantgae d'avoir des tailles d'organes comparables à l'Homme, ce qui permet de tester directement les appareils dédiés à l'Homme après validation.
Réduction
Pour chaque session (nouvel appareil à tester), 6 animaux seront nécessaires. Cette étude permet de combiner des essais de plateformes robotisées à l'évaluation de générateurs de thermoablation, permettant ainsi de réduire le nombre d'animaux. En effet, un nombre de 6 animaux permet d'obtenir un total de 42 insertions d'aiguille robotisées et zones de thermoablations (4 dans les poumons et 3 dans le foie, ce qui fait 7 insertions par animal; pour 6 animaux: 6 x 7= 42 insertions et thermoablation). Le nombre d’animaux a été réduit en veillant toutefois de travailler sur un nombre suffisant pour obtenir une différence significative entre les différents groupes pour les comparaisons ( variation de la puissance et du temps de thermoablation en fonction des générateurs à tester, selon les recommandations du fabriquant). La plupart des analyses de positionnement robotisée dépendront de données qualitatives, par expérience, un nombre de 6 cochons par session permettra d'obtenir des résultats interprétables, en tenant compte de la variabilité interindividuelle.
Raffinement
Toutes les procédures expérimentales ainsi que l’environnement d’hébergement ont été optimisées. 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. Pour des raisons de nursing et de manutention l’animal sera un porc de 40 +/- 5 kg ce qui correspond à un porc de 4 à 6 mois.
Formation pratique à l’endoscopie interventionnelle digestive sur modèle porcin
- Formation professionnelle
90 porcs vont être utilisés, opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil. Chaque animal subit jusqu'à onze interventions d'endoscopie digestive, dix dissections sous-muqueuse et une gastroentéroanastomose, au cours d'une anesthésie d'environ sept heures, pour entraîner des médecins gastroentérologues déjà en exercice. Le porteur indique que le réveil et le maintien en vie seraient accompagnés de douleur et d'inconfort digestif, ce qui motive la mise à mort en fin de séance. Il affirme qu'il est "indispensable" de pratiquer ces techniques sur un animal vivant, les simulateurs ne reproduisant ni les mouvements respiratoires ni les complications opératoires.
Objectifs
L’endoscopie a initialement été utilisée pour le diagnostique (endoscopie de niveau 1), et s’est développée pour réaliser de nombreux actes thérapeutiques (endoscopie interventionnelle de niveau 2 ou 3). Elle permet l’utilisation d’un abord naturel, par conséquent mini-invasif pour traiter des pathologies graves avec le moins de morbidité possible. Parmi les pathologies concernées, nous pouvons citer le cancer colorectal responsable de 18000 morts par an pour lequel un dépistage de masse est organisé afin de découvrir des lésions précancéreuses, les polypes. La dissection sous muqueuse est l’une des techniques qui permet de retirer les polypes, en un seul fragment, permettant ainsi d’éviter une prise en charge chirurgicale plus morbide. Cette technique permet les traitements de cancer du colon mais également de l’estomac, de l’œsophage et du rectum correspondant ainsi à un nombre de patient important. La seconde pathologie cancéreuse en augmentation constante dans le monde et en France est le cancer du pancréas. La survie des patients est inférieure à 10% à 5 ans. Dans certains cas ce cancer comprime le duodénum empêchant l’alimentation de patient en situation de soin palliatif. La technique de gastroentéroanastomose sous échoendoscopie permet de créer en voie de dérivation pour permettre le passage de l’alimentation. Cette technique est plus délicate que la pose de prothèse duodénale mais permet une perméabilité de la prothèse plus importante et ainsi une réalimentation et une qualité de vie amélioré de ces patients palliatifs. Outre son utilité dans le cancer du pancréas cette technique peut être utile dans les sténoses duodénales tumorales, ou pour la réalisation de By pass endoscopique. L’évolution constante des techniques et leur diversité croissante, impose une formation adaptée afin de pouvoir réaliser ces gestes en sécurité chez le patient. L’objectif de ce projet est de réaliser des formations pratiques pour les médecins gastroentérologues dans ces deux techniques :la dissection sous muqueuse et la technique de gastroentéroanastomose. La société européenne d’endoscopie gastrointestinal recommande ou impose la formation à ces techniques sur simulateurs et modèles animaux avant d’être pratiquées chez l’homme afin d’éviter tout risque de complications chirurgicales.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour but de former les praticiens gastro-entérologues à des gestes techniques complexes de l’endoscopie digestive interventionnelle qui nécessitent un entrainement régulier. Les bénéfices seront importants pour la sécurité des patients qu’ils auront à traiter par la suite.
Procédures
La veille du traitement, les animaux seront mis à jeun pour la nuit. Le jour du traitement, les animaux seront placés sous anesthésie générale et sous antalgiques. Deux types d'intervention seront réalisées: la dissection sous muqueuse et la gastroentéroanstomose sous échoendoscopie. Il y aura au maximum 11 interventions par animal (10 dissections sous muqueuse et 1 gastroentéroanastomose). A la fin des différentes interventions, l'animal sera maintenu sous anesthésie générale et mis à mort . Le temps d'anesthésie sera d'environ 7 heures pour chaque animal.
Impact sur les animaux
Les nuisances possibles sur l'animal au cours de la procédure peuvent etre le stress avant l'anesthésie de l'animal, et les risques d'hémoragie en cours d'intervention (qui seront traitées rapidement). La procédure est entièrement réalisée sous anesthésie générale et sous analgésie.
Devenir
Les 90 porcs du projet (sur 5 ans) seront mis à mort à la fin de la procédure car de nombreux actes sont réalisés sur le même animal (10 prélèvement lors des dissections sous muqueuse et 1 gastroentéroanastomose) et le réveil et le maintien en vie de l'animal seraient accompagnés de douleur et d'inconfort digestif pour l'animal.
Remplacement
Des formations pratiques sur simulateur existent pour s'entrainer à des gestes simples d'endoscopie et de manipulation des endoscopes. Cependant , elle ne permet pas de mimer les mouvements respiratoires et les complications opératoires. C’est pourquoi il est indispensable de pratiquer ces deux techniques (dissection sous muqueuse et gastroentéroanastomose sous échoendoscopie) sur modèle animal avant de passer sur l’homme. La formation sur animal vivant est essentielle pour acquérir la maitrise des nouvelles techniques dans des conditions proches de celles observées chez l’homme avec gestion des mouvements respiratoires, prise en charge des hémorragies et gestion des perforations. Il n'existe pas de modèle in vitro ou de modèle simulé par ordinateur qui puissent imiter ces éléments.
Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux, plusieurs actes seront réalisés sur le même animal. Un maximum de 10 dissections sous muqueuse et une seule gastroentéroanastomose (pour des raisons anatomique) seront réalisés sur chaque animal.
Raffinement
Les porcs arriveront sur place au minimum une semaine avant la procédure pour leur permettre de s’habituer aux lieux et ainsi diminuer leur stress. Ils seront logés dans un box sur litière de paille ou de copeaux de bois agrémenté de jouets. Dans le cas des formations régionales ,ils seront logés par groupes sociaux afin de respecter leur comportement grégaire. En cas de température inférieure à 10 degrés dans l’animalerie, un système de chauffage individuel sera activé. Le personnel animalier observera deux fois par jour les animaux (comportements, apétit) afin de repérer d’éventuels signes de mal-être ou de souffrance. Ces signes inhabituels seront immédiatement signalés au responsable de l’expérimentation. Les animaux qui présenteraient des signes de mal-être ou de souffrance seront soignés et si jugé nécessaire par le vétérinaire traitant retirés de l’essai. La procédure se déroulera sous anesthésie générale (AG) et sous antalgiques.
Choix des espèces
Le porc est l’animal choisi en raison de la proximité anatomique du tractus digestif avec celui de l’homme et d’une composition similaire des muqueuses et sous muqueuse permettant la réalisation de la technique. Pour ces raisons la technique de dissections sous muqueuse peut être réalisée de manière identique à la technique chez l’homme sans matériel spécifique à l’espèce. Les animaux auront un poids entre 40 kg et 50 kg maximum, afin que la taille de l'oesophage et de l'estomac soit le plus comparable à ceux de l'homme et quele matériel endoscopique humain soit de longueur correcte.
Evaluation d’une nouvelle solution de préservation myocardique ex-vivo en condition de préservation hypothermique statique et dynamique.
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
11 porcelets vont être utilisés, opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil. Chaque animal subit une intervention de trente minutes pour prélever le bloc cœur-poumon, dont le cœur servira à tester une nouvelle solution de préservation d'organe destinée à la transplantation cardiaque humaine. Le porteur affirme qu'il n'existe "aucun modèle alternatif" à l'animal pour étudier le métabolisme du myocarde et que "seul un modèle sur le gros animal" permet d'extrapoler à l'homme. Il indique avoir écarté la transplantation in vivo, qui aurait doublé le nombre d'animaux.
Objectifs
La transplantation cardiaque est le traitement de référence de l’insuffisance cardiaque avancée réfractaire au traitement pharmacologique. Durant le prélèvement cardiaque sur donneur, la préservation de l’organe est réalisée par immersion de ce dernier dans une solution de préservation à 4°C, afin de diminuer significativement son métabolisme et permettre ainsi de limiter son altération liée à l’absence d’oxygène pendant son transport vers le centre de transplantation. Plusieurs types de solution de préservation d’organe ont été développés depuis les années 1980. Leur principes communs reposent sur leur capacité à préserver en hypothermie le cœur pendant une durée maximale de 4 heure, une fois l’organe immergé dedans. La préservation du cœur est alors assurée par son arrêt total (réduisant alors de manière importante le métabolisme cardiaque) ainsi que grâce à des agents anti-œdémateux et antioxydant qui permettent de limiter l’altération de l’organe lors de sa préservation. L’objectif de cette étude est d’établir l’efficacité et la sureté d’utilisation d'une nouvelle solution de préservation d’organe extracellulaire. Il n’existe à ce jour aucun modèle alternatif au modèle animal pour étudier le métabolisme myocardique en condition physiologique. Ce métabolisme ne peut actuellement pas être étudié par simulation numérique ni à partir d’un modèle mathématique.
Bénéfices attendus
Cette étude permettrait, de démontrer que la préservation myocardique avec cette nouvelle solution de préservation est effective et de comparer cette solution à une autre solution couramment utilisée . Il s'agit de déterminer si cette solution permettent ou non d'améliorer la qualité de la préservation par rapport à la solution déjà connue, afin d'améliorer les performances hémodynamiques et métaboliques du greffon cardiaque une fois transplanté.
Procédures
Les animaux seront soumis à une seule intervention de 30 minutes, réalisée sous anesthésie générale, consistant au prélèvement du bloc coeur-poumon à l'issue de laquelle les animaux ne seront pas réveillés. Il n'y a aucune intervention prévue sur animaux vigiles.
Impact sur les animaux
La seule nuisance sera l'injection intra musculaire permettant d’obtenir une sédation vigile et une tranquiliation avant de réaliser l'anesthésie générale.
Devenir
La finalité de l'étude est d'évaluer la fonction et les lésions du greffon cardiaque après perfusion hypothermique à l'aide d'un nouveau soluté de préservation. Il n'existe pas d'autre modèle pour étudier ce système de conservation. L'ensemble des procédures impliquent l'explantation du coeur ce qui rend la réutilisation, le replacement ou l'adoption des animaux inenvisageable.
Remplacement
Il n’existe à ce jour aucun modèle alternatif au modèle animal pour étudier le métabolisme myocardique en condition physiologique. Ce métabolisme ne peut actuellement pas être étudié par simulation numérique ni à partir d’un modèle mathématique. De même, la perfusion d’organe ex vivo repose sur l’utilisation d’un organe et non d’un tissu ou d’une culture cellulaire (pas d’alternative in silico ou in vitro). Il est donc nécessaire dans notre approche d’utiliser un cœur prélevé sur un système vivant. Par ailleurs seul un modèle sur le gros animal permet d’extrapoler facilement les résultats à l’homme, dont le système cardiovasculaire est proche sur le plan physiologique et métabolique.
Réduction
La fonction contractile du greffon cardiaque sera évaluée sur une machine de perfusion ex vivo après la phase de préservation hypothermique; nous privilégions cette approche d'évaluation fonctionnelle sur organe isolé plutôt qu'une transplantation in vivo qui nécessiterait d'inclure le double du nombre d'animaux (1 animal donneur et 1 animal receveur pour chaque expérimentation) d'autant plus que la transplantation cardiaque sur le porc est une technique chirurgicale difficile qui exposerait à un haut risque d'échec de la procédure sans que nous puissions atteindre notre objectif d'évaluation de la fonction cardiaque. Le nombre d’animaux par groupe est fixé à 3 afin de pouvoir réaliser des tests de comparaison statistique entre les groupes. Au total 9 animaux seront utilisés pour cette étude afin de mettre en évidence une différence significative entre les groupes.
Raffinement
Respect d’une période d’acclimatation d’une semaine minimum entre l’arrivée à l’animalerie du laboratoire et l’inclusion dans le protocole - Hébergement en groupe de deux pour favoriser le contact régulier entre congénères - Environnement adapté à chaque phase de l’expérimentation pour réduire l’angoisse des animaux (accompagnement et anxiolyse durant le transfert depuis l’animalerie jusqu’en salle d’intervention) - Procédures expérimentales réalisées par du personnel qualifié et expérimenté (chirurgiens séniors, techniciens anesthésistes) permettant un temps interventionnel réduit au minimum pour chaque animal - Privilégier les ponctions vasculaires percutanées échoguidées artérielles et veineuses, pour mise en place des cathéters de monitoring hémodynamique: moins de souffrance, moins de saignement et risque infectieux réduit
Choix des espèces
Il n’existe à ce jour aucun modèle alternatif au modèle animal pour étudier le métabolisme myocardique en condition physiologique. Ce métabolisme ne peut actuellement pas être étudié par simulation numérique ni à partir d’un modèle mathématique. De même, la perfusion d’organe ex vivo repose sur l’utilisation d’un organe et non d’un tissu ou d’une culture cellulaire (pas d’alternative in silico ou in vitro). Il est donc nécessaire dans notre approche d’utiliser un cœur prélevé sur un système vivant. Par ailleurs seul un modèle sur le gros animal permet d’extrapoler facilement les résultats à l’homme, dont le système cardiovasculaire est proche sur le plan physiologique et métabolique. Les animaux utilisés dans chaque protocole expérimental sont des porcelets de 30 à 40 kg. A ce stade de développement les porcs ont un système circulatoire très proche de l’homme et leur gabarit permet une modélisation chirurgicale optimale pour l’implantation du cœur sur machine de perfusion ex vivo. Par ailleurs l’analyse métabolique du greffon cardiaque nécessite des prélèvements plasmatiques et tissulaires d’un volume minimum de 400 microlitres et d’un poids minimum de 35 mg respectivement pour chaque spécimen, sachant que ces prélèvements seront répétés pendant les 4 heures de perfusion ex vivo (toutes les heures pour les échantillons plasmatiques et pour les biopsies myocardiques). En conséquence, seul un modèle expérimental sur le gros animal peut permettre de satisfaire à ces contraintes répétées de volume et de poids des prélèvements biologiques destinées à l’analyse du métabolisme.
Etudes d’efficacité d’un médicament destiné aux chiens ou chevaux par administration de l’agent pathogène chez des espèces non-cibles ou production de l’agent pathogène
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Hamsters dorés : 425
Cochons : 50
825 animaux non-humains, souris, hamsters dorés et porcs, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance allant de léger à sévère. Ils reçoivent des agents pathogènes, dont Bordetella, la leptospirose, la leishmaniose ou le tétanos, y compris des essais de dose létale 50 où la mort d'une partie des animaux est le critère mesuré. Le porteur décrit des tableaux cliniques incluant état moribond, perte de poids de plus de 20 %, respiration agonique et crampes généralisées, qui déclenchent la mise à mort. Il justifie ces épreuves par une exigence réglementaire et qualifie le recours à l'animal d'"indispensable".
Objectifs
Pour démontrer l’efficacité d’un produit contre un agent pathogène, la mise au point d’un modèle d’épreuve est indispensable. L’épreuve correspond à l’administration de l’agent pathogène pour reproduire, de manière expérimentale, la pathologie le plus fidèlement possible à la réalité. Une étape intermédiaire dans les études d’efficacité est de développer des tests analytiques ainsi que de produire et caractériser l’agent pathogène. Pour certains pathogènes il est nécessaire d’utiliser un système in vivo. L’objectif final d’une étude est de déterminer le ou les effet(s) bénéfique(s) du produit lors de l’épreuve. Justification règlementaire : Les études d’efficacité par administration de l’agent pathogène sont des obligations règlementaires (Pharmacopée Européenne et autres règlementations applicables) pour déposer un dossier d’Autorisation de Mise sur le Marché (AMM) d’un médicament. L’utilisation d’espèces alternatives est une demande exigée par la Directive Européenne 2010/63/UE, afin de choisir des méthodes susceptibles de produire les résultats les plus satisfaisants et de causer le moins de douleur, de souffrance ou d’angoisse. Cette justification est valable lors du développement et de la réalisation de tests analytiques utilisant des animaux, de la production de souche d’épreuve ou du produit, détermination de la dose létale 50. Justification scientifique : En fonction de l’évolution des connaissances, il n’existe pas de méthode alternative plus adaptée pour la production de souche, le développement de modèle d’épreuve et la réalisation des tests analytiques.
Bénéfices attendus
L’intérêt final des études (réalisées selon les procédures expérimentales décrites ci-après) est de permettre de développer ou de contrôler des produits efficaces contre des maladies infectieuses.
Procédures
L’administration de différents produits est réalisée, ce qui est un acte technique de courte durée dont la voie et les modalités dépendent du produit administré et de l’espèce (cf. procédure spécifique). Lors des procédures, des prélèvements peuvent aussi être réalisés (écouvillons nasaux, prise de sang, prélèvements organes post mortem…). La fréquence, le volume et le nombre de ces derniers dépendent également de l’espèce, de la pathologie étudiée et de l’objectif expérimentale. Chaque acte est justifié d’un point de vue scientifique et/ou règlementaire. Lorsque l’anesthésie n’est pas plus traumatisante que l'acte en lui-même pour l’animal, une sédation peut être réalisée pour les différents actes décrits ci-dessus. Le choix de la sédation sera dépendant de l’espèce et de la durée de la procédure à réaliser. Cette décision sera prise par des vétérinaires compétents, disposant des connaissances nécessaires pour réaliser le choix le plus approprié. Lors de l’administration de souche d’épreuve, le suivi réalisé engendre une contention (pesée, observation des signes cliniques) à une fréquence adaptée aux pathologies. Les durées approximatives des phases d’épreuve sont comprises entre 2 et 15 jours environ. Durant cette période, une surveillance accrue des animaux entraine une manipulation fréquente des animaux pour veiller à la détection des points limites. Les actes sont réalisés par des opérateurs hautement qualifiés qui assurent une contention adaptée pour que le geste sur l’animal soit le moins douloureux et le moins stressant pour ce dernier.
Impact sur les animaux
Le développement de la maladie chez l’animal peut donner lieu à des signes cliniques provoquant une contrainte ou une douleur à l’animal. L’administration de produits ainsi que les prélèvements peuvent aussi engendrer un stress. Pour limiter la douleur potentielle ou le stress induit par ces actes, les procédures sont réalisées par des opérateurs hautement qualifiés qui assurent une approche et une contention adaptées à chaque animal. Une tranquillisation\anesthésie\analgésie de l’animal peut être réalisée si nécessaire. Des signes cliniques, liés au développement des pathologies peuvent également apparaitre. Un suivi clinique adapté (fréquence augmentée dès l’apparition de signes cliniques) est réalisé de manière à détecter des signes comportementaux anormaux (spontanés ou provoqués) et/ou des anomalies physiques et assurer une prise en charge rapide des animaux. Des points limites spécifiques sont définis en fonction des pathologies étudiées (comme visible dans le tableau ci-dessous – liste non exhaustive) entrainant une euthanasie de l’animal par un opérateur qualifié. Procédure étudiée Etat Moribond (animal prostré, dos voussé, reins creusés, pas de réponses aux stimulis) Gain ou perte de poids anormal Dégradation importante de l’état général (animal isolé, sale, apathie, immobile) Difficultés motrices, paralysies, (corps cambrés, pattes écartées) Autres Epreuve Bb chez le porc x (perte de poids >20% ; anorexie > 3 jours) x (absence de réponse aux stimuli) Respiration agonique ; comportement anormal (automutilation, décubitus permanent, stéréotypie…) Epreuve Leptospirose chez le hamster X Epreuve Leishmania chez le hamster X x L’état clinique est frustre mais en cas de détection de signe → Pesée Epreuve Rhinopneumonie équine chez le hamster X x Epreuve Bb chez la souris X x x Déshydratation DL 50 Bb chez la souris X x x Déshydratation Titrage Ac anti-tétanique sur la souris X x x Crampes généralisées De manière générale, tout tableau clinique évocateur d’une souffrance de l’animal entraine, en fonction de l’anomalie, l’euthanasie, l’exclusion de l’étude et/ou un traitement. Les critères sont en constante évolution pour les améliorer afin qu’ils reflètent au mieux l’expérience du terrain et l’état actuel des connaissances vétérinaires (bibliographie et pratiques en vigueur).
Devenir
Les animaux atteignants des points limites après administration d’un agent pathogène sont euthanasiés pour raison éthique. De même, des animaux pour lesquels des prélèvements terminaux sont requis sont euthanasiés. Et lors de l’administration d’agents pathogènes nécessitant des zones de confinement spécifiques, les animaux entrés dans ces zones ne peuvent pas ressortir par mesure de sécurité pour l’environnement et les différents opérateurs. Ainsi, toutes les procédures de ce projet amènent à une euthanasie à la fin des procédures pour 100% des animaux.
Remplacement
Lorsque cela est possible, une première étape dans le projet de développement d’un produit consiste à tester in vitro différents candidats. Ceci permet une première sélection de ces derniers, réduisant ainsi le nombre d’animaux utilisés. Le recours à l’espèce animale est, à l’heure actuelle, une exigence règlementaire. Ce recours est indispensable pour observer le plus fidèlement possible les effets sur les espèces cibles qui pourront bénéficier de ces traitements.
Réduction
Le nombre minimum d’animaux à inclure est très souvent une exigence réglementaire. En amont, lors des phases recherche, les effectifs sont évalués au plus juste (historique, définition des objectifs…) de façon à minimiser le nombre d’animaux utilisés en limitant le risque d’études non conclusives. De plus, dans certaines études d’efficacité, plusieurs produits sont testés en parallèle de manière à mutualiser le groupe témoin ce qui permet de réduire le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Des points limites spécifiques à chaque pathologie ont été définis afin de limiter le plus précocement possible la douleur des animaux. Ces critères sont en constante évolution de manière à ce qu’ils reflètent au mieux l’expérience du terrain et l’état actuel des connaissances vétérinaires. Le personnel est compétent pour identifier les cas pour lesquels l’animal n’est plus dans sa zone de confort. Une anesthésie et une analgésie peuvent être réalisées lors de certains actes si nécessaire. Les conditions d’hébergement varient selon l’espèce et l’âge des animaux pour maximiser leur confort et leur bien-être. Pour chaque étude, une période d’acclimatation systématique des animaux est prévue dans le but de limiter leur stress et stabiliser leur état physiologique. La durée optimale est de 7 jours (au minimum 4 jours pour les porcs et 2 pour les rongeurs). Tous les animaux sont hébergés en groupe et des enrichissements adaptés au milieu sont mis en place. La Structure du Bien Etre Animal (SBEA) garantit l’amélioration des techniques de soins et des conditions de vie des animaux. La mise en place des revues rétrospectives est un outil permettant la remontée d’informations (positives comme négatives) menant à l’amélioration continue du bien-être animal et des techniques utilisées à ces fins.
Choix des espèces
L’utilisation d’espèces alternatives s’inscrit dans l’exigence de la Directive Européenne à utiliser les espèces les moins susceptibles de ressentir de la douleur, souffrance, de l’angoisse et de subir des dommages durables tout en ayant une extrapolation optimale des résultats sur l’espèce ciblée. Dans le cas du porc, Bordetella bronchiseptica est un pathogène naturellement présent chez cette espèce et la symptomatologie est comparable à celle du chien. Par ailleurs, de la bibliographie est disponible sur ce modèle expérimental, ce qui est en faveur de sa robustesse. Pour les rongeurs, les souris et hamsters sont des modèles sensibles aux agents virulents administrés, qui sont démontrés par la bibliographie. Les animaux sont inclus dans une procédure à la fin de leur sevrage : - 4 semaines au minimum pour les porcs - 21 jours au minimum pour les rongeurs (souris et hamsters) Pour les procédures utilisant des rongeurs, le sevrage est effectué à 21 jours. Le modèle est bien décrit chez les animaux de cet âge et qu’il s’agit d’un standard reconnu (bibliographie, avis d’expert…).
Digestibilité des nutriments des aliments ou matières premières et mesure des rejets chez le porc mâle en croissance.
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
360 cochons mâles en croissance vont être utilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis renvoyés au circuit d'élevage vers l'engraissement ou l'abattage. Chaque animal est logé seul et placé quatre jours en cage à surface réduite par cycle de douze jours, pour collecter ses excréments et mesurer la digestibilité d'aliments et de matières premières. Le porteur situe l'intérêt du côté des fabricants d'aliments et de la réduction des rejets dans l'environnement. Il affirme que cette mesure ne peut se faire que sur l'espèce d'élevage, la seule autre méthode étant l'abattage de l'animal pour prélever le contenu digestif.
Objectifs
Des essais de digestibilité sur porcs sont mis en place afin d’évaluer de la manière la plus précise possible la valeur nutritionnelle des matières premières, coproduits ou aliments destinés aux porcs. Les matières premières et coproduits ne cessent d’évoluer, par les changements des itinéraires techniques plus respectueux de l’environnement, l’apparition de nouvelles sources de protéines locales et l’optimisation des procédés qui génèrent des co-produits valorisables par les animaux. Les mesures de digestibilité permettent de faire le bilan entre les nutriments consommés par l’animal, ceux réellement absorbés et utilisés pour les fonctions physiologiques et de croissance, et ceux rejetés dans les déjections. Les résultats ainsi obtenus permettent aux fabricants d’aliments et aux éleveurs d’adapter au mieux la qualité nutritionnelle des aliments aux besoins des animaux. Cela contribue au maintien d’une flore digestive équilibrée (moins de fermentations indésirables) et à la bonne santé des animaux, mais aussi à réduire les rejets (azoté, phosphore, …) dans l’environnement. Par ailleurs, ce type de mesures permet de guider la recherche sur les procédés appliqués en vue d’améliorer la qualité des matières premières ou leur empreinte environnementale (ex. procédé de trituration de colza ou tournesol, production sans solvant des tourteaux de soja français non ogm, …). Ces résultats sont importants pour les filières animales et encore plus aujourd’hui avec le développement d’une alimentation locale avec des matières premières et coproduits diversifiés. Aucune autre méthode ne permet de faire la mesure avec un meilleur rapport bénéfice / risque. La seule autre technique est avec utilisation d’un marqueur et abattage de l’animal pour prélèvement du contenu. Dans ce type de protocole, l’utilisation de l’espèce d’élevage est indispensable, puisqu’il s’agit de la cible directe de la thématique.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de continuer l’acquisition de données de digestibilité fécale chez le porc nécessaires afin de formuler au mieux les aliments d’élevage pour limiter les désordres digestifs liées à un déséquilibre nutritionnel mais aussi les rejets dans l’environnement tout en développant les connaissances sur des matières premières notamment locales. Les essais de digestibilité permettent d’évaluer des hypothèses de manière fine et donner des valeurs de référence de la valeur nutritionnelle d’une matière première ou d’un aliment avec un nombre d’animaux très réduit. Les résultats produits depuis les années 90 sont utilisés en formulation et disponibles pour tous les éleveurs. Elles ont permis aussi de développer des équations de prédiction utilisées par les formulateurs. Les mesures in vivo permettent le maintien de la validité et l’adaptation continue de ces équations, et au développement d’autres pour des matières premières et co-produits qui ne cessent d’évoluer.
Procédures
Les porcs sont hébergés en individuel. A chaque série (12 jours), ils sont placés 4 jours en cage avec une surface au sol restreinte pour permettre de collecter les fèces sans contamination par les urines. Le reste du temps, ils sont dans un module loge + cage leur permettant une plus grande liberté de mouvement.
Impact sur les animaux
Peu de nuisances ou d’effets indésirables sont attendus pour les animaux, d’autant plus que les améliorations d’hébergement depuis 2017 ont beaucoup contribué au bien être des animaux (moins de restrictions, plus de surface, plus d’enrichissements). Seules les périodes de collecte, avec un hébergement en cage, contraignent les animaux à un espace réduit. Néanmoins, avec notre nouveau dispositif, ces périodes sont limitées à moins de 4 jours consécutifs. Le reste du temps (périodes d'adaptation aux aliments expérimentaux) les animaux sont libres de leurs mouvements : cage ouverte vers la loge en caillebotis plastique. Les régimes alimentaires évalués ne sont pas de nature à produire des désordres digestifs particuliers.
Devenir
Les porcs issus de la procédure d'hébergement individuel partent dans le circuit normal de consommation ensuite : soit à l’engraissement, soit directement à l’abattage.
Remplacement
La mesure de la digestibilité fécale des nutriments chez le porc ne peut aujourd’hui être réalisée que par des essais sur des animaux de l’espèce cible. Ce type d’essai a déjà contribué à établir des valeurs de référence largement utilisées dans le monde, mais la production de nouvelles matières premières et coproduits, d’additifs améliorants ou de process, nécessite d’établir de nouvelles références, qui ne peuvent être évaluées que par les études in vivo. Les références ainsi produites ont permis peu à peu de développer des équations de prédiction utilisées aujourd’hui par les formulateurs pour certains nutriments en remplacement des mesures sur animaux. Cependant, les mesures in vivo (très peu d’équipes en France les réalisent), restent importantes pour le maintien de la validité et l’adaptation continue de ces équations.
Réduction
Ce projet utilise 12 animaux pour évaluer entre 2 et 6 aliments. La plupart des essais se déroulent en 2 ou 3 séries et si ce n’est pas le cas, un essai contenant 2 aliments peut être associé avec un à 4. Le fait de fonctionner en séries de mesures permet d’avoir moins d’individus au total qu’auparavant, 12 contre 20 (en une seule série). Le dispositif choisi permet de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés par année dans ce type d'essai. Ce dispositif a été validé par notre service d’études méthodologiques et statistiques. 6 répétitions par aliment nous permettent d'obtenir une puissance suffisante pour mettre en évidence des différences significatives ayant un sens biologiquement sur les différents critères d'intérêt mesurés.
Raffinement
Le lieu d’hébergement a été spécifiquement construit pour ce type d’essai (loges et cages sécurisées sans éléments blessants, facilité d’accès pour les soins, matériaux faciles à nettoyer, enrichissement adapté, contrôle automatisé de la ventilation et de la température, …). Les hébergements sont disposés de manière à procurer aux porcs une perception visuelle, auditive et olfactive entre congénères. L’animalier vient au contact des animauxplusieurs fois par jour y compris les week-ends et les jours féries. L'expérience montre que les animaux s’habituent bien aux cages. Des objets d’enrichissement sont placés dans chaque hébergement. Les animaux s’en servent très souvent. La visite aux animaux, minimum 2 fois par jour, 7j/7, permet d’observer de manière individuelle, tout comportement anormal. Un arbre décisionnel a été défini en s'appuyant sur des points limites adaptés à l'espèce afin de préciser la conduite à tenir selon la durée et le degré des symptômes.
Choix des espèces
Ces essais concernent la mesure de la digestibilité fécale des nutriments chez le porc. L’espèce utilisée est celle utilisée en élevage, l’utilisation digestive des nutriments étant spécifique à chaque espèce. Des équations de prédiction des valeurs de digestibilité sont présentes dans la littérature pour un certain nombre de matières premières mais ne donnent qu’une valeur moyenne ne permettant pas l’étude des hypothèses de variation (effet de process, de la génétique, des additifs, etc.). Des nouvelles matières premières et coproduits ne peuvent être évalués que par les études in vivo. Les animaux sont en phase de croissance. Cela permet de refléter au mieux les animaux ciblés en élevage par ce modèle. La technique nécessite des mâles pour éviter les mélanges entre urine et fèces lors de la collecte, mais les résultats sont valides pour les mâles et les femelles (pas de différences avérées de digestibilité). La formulation des aliments ne se fait pas par sexe.
Comparaison de l’effet de l’hypothermie, versus bétabloquants, dans le syndrome de détresse respiratoire aiguë réfractaire sous assistance respiratoire par ECMO dans un modèle porcin – AVENANT
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles respiratoires
24 cochons vont être utilisés, maintenus sous anesthésie et tués avant tout réveil, dans des procédures menées sans reprise de conscience. Une détresse respiratoire aiguë leur est provoquée par une ventilation rendue traumatique et l'injection de sérum salé dans les poumons, sous assistance respiratoire extracorporelle posée par chirurgie, pour comparer l'hypothermie et des bêtabloquants pendant environ six heures. Le porteur indique que les lésions des poumons ne permettront pas de réveil compatible avec la vie et renvoie les bénéfices pour les patients au conditionnel. Il affirme que ce dispositif impose un "gros animal" et ne peut être remplacé.
Objectifs
Le syndrome de détresse respiratoire (SDRA) est une pathologie grave nécessitant une hospitalisation prolongée en réanimation et des soins médicaux lourds. La mortalité est de 40 % à 70 %. Le SDRA représente 10 à 15 % des admissions en réanimation. Des séquelles physiques, psychologiques et cognitives graves avec une altération importante de la qualité de vie ont été rapportées jusqu’à 5 ans après un épisode de SDRA. Le SDRA a toujours représenté un problème de santé publique devant sa forte morbi-mortalité, et est revenu au premier plan à la suite de la pandémie COVID 19. Au plus fort de la pandémie, certains services de réanimation avaient 100 % de leurs lits occupés par des patients en SDRA sévère sur une pneumonie liée à la COVID-19. Il correspond à un œdème pulmonaire « lésionnel», causé par une hausse de la perméabilité des micro-vaisseaux (capillaires) pulmonaires survenant à la suite d'une agression directe ou indirecte de la membrane entre les alvéoles ( et les capillaire, associé à une inflammation pulmonaire intense et un faible taux doxygène dans le sang (hypoxémie sévère). La prise en charge du SDRA de l’adulte a fait l’objet de recommandations en 2018, consistant à augmenter l’apport en oxygène, diminuer la consommation en oxygène et éviter d’autres atteintes au niveau pulmonaire grâce à une ventilation mécanique invasive. Une curarisation précoce et courte ainsi que la mise en décubitus ventral dans les formes les plus sévères réduit la mortalité. Dans certains cas, les patients peuvent présenter une hypoxémie persistant malgré l’optimisation de la ventilation mécanique invasive et les différentes thérapeutiques d’optimisation de l’oxygénation. Le SDRA est alors dit réfractaire. Alors, si les comorbidités du patient le permettent, la question d'assistance respiratoire extracorporelle (circuit extracorporel permettant l'enrichissement direct du sang en oxygène en shuntant le circuit pulmonaire, ECMO) est discutée en réanimation. Néanmoins, 40 % des patients présentent une hypoxémie réfractaire et persistante malgré l’optimisation de l’ECMO et de la ventilation mécanique. Il n’existe aucune recommandation officielle de prise en charge de ces patients avec des pratiques diverses et non validées. De plus, la mortalité hospitalière de l’ordre de 60 % est observée chez ces patients avec des coûts de prise en charge élevés. L’enjeu est d’optimiser le rétablissement sous l'ECMO par l’utilisation de bêtabloquant ou la mise en hypothermie.
Bénéfices attendus
Plusieurs bénéfices sont attendus. Si notre hypothèse est vérifiée, la diminution du débit cardiaque par l’hypothermie ou par l’action des bétabloquants entrainera une meilleure adéquation entre les paramètres de l'ECMO et l'augmentation du taux d'oxygène dans le sang. Cela permet d’envisager plusieurs bénéfices au niveau individuel : l’amélioration de l'oxygénation permettrait une diminution de la mortalité, ainsi qu’un sevrage de l’assistance respiratoire plus précoce et donc une diminution de ses effets secondaires, essentiellement les évènements thrombo-emboliques (c'est à dire la formation d’un caillot qui peut migrer et obstruer la circulation sanguine), l’hémolyse (destruction des globules rouges présents dans le sang) et les surinfections ; mais également une diminution de la ventilation mécanique (et de ses effets secondaires comme la pneumopathie). Les bénéfices sont également au niveau collectif avec une diminution de la mortalité, une amélioration de la prise en charge des ces malades en réanimation et un séjour en réanimation potentiellement diminué avec possibilité de soigner plus de patients.
Procédures
Les animaux seront maintenus sous anesthésie profonde et analgésie pendant toute la procédure, soit environ 6 heures. L'assistance respiratoire extracorporelle (ECMO) sera mise en place par abord chirurgical au niveau de la veine jugulaire et par abord percutané (passage à travers la peau par introduction d'une aiguille) au niveau de la veine fémorale, et maintenue pendant toute la procédure, soit environ 6 heures. Pour induire le syndrome de détresse respiratoire, la ventilation artificielle sera traumatique par augmentation du volume d'air insufflé et de la pression exercée pendant 1 à 2 heures, et il y aura injection de solution saline directement dans les poumons. Le traitement du SDRA débutera par la mise en place de l'hypothermie ou administration de bétabloquants de courte curée d'action par voie veineuse, pendant les 4 heures du protocoles. Des prélèvements sanguins et de liquide pulmonaire seront effectués toutes les 2 heures (3 fois) pour évaluer l'efficacité du traitement.
Impact sur les animaux
Le stress est diminué par une période de quarantaine dans un environnement adapté et une tranquilisation de l'animal lors de la contention. La douleur est limitée par l'utilisation de médicaments identiques à ceux utilisés chez l'homme, par une surveillance accrue des constantes et l'adaptation de l'anesthésie et de l'analgésie. L'hypoxémie, c'est à dire la baisse du taux d'oxygène dans le sang induite pour les besoins de l’expérience, peut produire des effet tissulaires délétères. Notre protocole ne durant que quelques heures, le cochon ne pourra pas être réveillé dans des conditions compatibles avec la vie, l’animal est donc mis à mort. S'il y a perte de sang hémorragique, elle sera rééquilibrée par perfusion de solution saline et l'administration de traitements médicamenteux.
Devenir
Le syndrome de détresse respiratoire (SDRA), induit dans notre étude est une pathologie avec une mortalité très importante (autour de 40 % selon les études). Elle nécessite de nombreux jours, voire semaines de ventilation mécanique avec souvent une morbidité très importante : perte de poids, confusion post anesthésie, surinfection bactérienne, évènements thromboemboliques (correspond à la formation d’un thrombus qui peut obstruer la circulation sanguine), neuropathie de réanimation avec trouble de la déglutition (c'est à dire une paralysie temporaire et réversible des muscles suite à l'accumulation des médicaments sédatifs et des curares). A l’issue du protocole, les poumons des animaux ne seront pas guéris et les lésions induites ne permettront pas une respiration spontanée de qualité et entrainerait une mort par détresse respiratoire et manque d'oxygène délivrés aux organes ce qui entrainera une défaillance multiviscérale. La mise à mort dans des conditions de dignité et de traitement du stress et de la douleur sera donc effectuée par surdosage de l'anesthésique en injection intraveineuse sans reprise de conscience de l'animal. Du début à la fin de la procédure l'animal est sous anesthésie et mis à mort en fin de procédure sans réveil de l'animal.
Remplacement
Actuellement, il n'existe pas de données scientifiques, ni d’essai clinique ou expérimental, sur la place thérapeutique de l’hypothermie ou des bétabloquants dans le syndrome de détresse respiratoire (SDRA). A l'exception de publications de cas isolés, il n'y a pas à notre connaissance d'études réalisées sur l'impact de l'hypothermie ou des bétabloquants à durée de vie courte dans les SDRA réfractaires sous ECMO. Une vraie étude comparative est nécessaire. Le modèle de SDRA chez le cochon développé par notre équipe reproduit un état proche de l’état observé en clinique. Ce modèle est donc tout indiqué pour cette étude comparative. Le modèle animal de cochon est utilisé pour sa similitude avérée, en termes d’anatomie cervicale, pulmonaire et d’hémodynamique, avec les processus physiologiques rencontrés en clinique. L'adaptation à l'environnement physiologique direct du larynx, du poumon et du coeur nous conduit à réaliser cette étude sur un modèle animal où toutes les contraintes seront présentes (impossibilité de remplacement). Le choix d’un modèle sur gros animal s’impose pour pouvoir implanter la machine de l'ECMO ainsi que de mettre en place la ventilation artificielle.
Réduction
Modèle déjà en place dans notre structure permettant de réduire le nombre d’animal 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. Il repose sur une revue de la littérature sur ces modèles avec un taux de mortalité entre 20 et 30% ainsi que sur l'expérience de notre centre (taux de 30% de mortalité lors de la dernière utilisation de ce modèle). La mise en place des appareillage (canules...) sera retestée au préalable sur les animaux utilisés dans d'autres projets et après leur mise à mort.
Raffinement
Les animaux seront hébergés par groupes 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.L’animal est mis à jeun la veille de l’expérimentation. Le jour de l’expérimentation, les cochons seront prémédiqués par l’injection intra-musculaire d’un produit anesthésique aux propriétés sédatives et myorelaxantes avec un produit psychotrope dissociatif aux propriétés analgésiantes. Les animaux peuvent être ainsi manipulés sans recours à des méthodes susceptibles de les effrayer inutilement ou de leur infliger des souffrances évitables. Ils sont ensuite transportés sur le plateau technique. Les cochons seront intubés, anesthésiés et sous analgésie continue dès le début de l’opération afin d’assurer une anesthésie profonde. Le cochon sera scopé en permanence, permettant de surveiller en continu la fréquence cardiaque, respiratoire, la pression artérielle. Toute modification de ces paramètres, comme une augmentation de la fréquence cardiaque, de la fréquence respiratoire ou de la pression artérielle, signes de réveil, de douleur, tremblements, entrainera une adaptation immédiate des médicaments afin d’assurer le confort de l’animal.
Choix des espèces
Ce modèle animal est bien connu et reproduit bien les conditions observées en clinique du syndrome de détresse respiratoire aigu. De plus, ce modèle est déjà connu de nos équipes. Animaux d’un poids entre 50 et 60 kg comparable au poids d’un humain adulte, de morphologie pulmonaire mature, permettant l’usage de thérapeutique à posologie humaine.
Évaluation de l’impact à long terme d’un dispositf thérapeutique sur un modèle préclinique insulino-résistant après destruction partielle des cellules beta pancréatiques
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
Douze porcs miniatures vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. On leur rend le pancréas partiellement défaillant par une substance toxique et un régime hypercalorique pour induire un diabète de type 2, puis on implante par chirurgie un dispositif thérapeutique ou un placebo, avec plusieurs sessions d'imagerie sous anesthésie sur près de deux ans. Le porteur indique que la pathologie "affectera de façon importante les animaux contrôle" ne recevant pas de traitement, et que les animaux sont tués avant que le diabète n'atteigne le stade clinique. Il affirme qu'il n'existe "pas de modèles non-animaux" utilisables et justifie le porc par sa taille, adaptée à l'imagerie et à la chirurgie prévue chez l'humain.
Objectifs
Le diabète de type 2 est une maladie qui touche plus de 265 millions de personnes dans le monde. De nouveaux traitements existent mais leur efficacité est entachée par de nombreux effets indésirables. Le projet vise à rétablir la sensibilité des récepteurs à un peptide digestif situés dans un très court segment de la veine qui draine l'ensemble des organes abdominaux par l’intermédiaire d’un dispositif médical adapté délivrant une molécule bioactive. La dihydro-testostérone permet de restaurer la densité de ces récepteurs à un niveau proche de celui existant chez l’animal sain. Ce composé peut être inséré dans une matrice moléculaire permettant une libération. Dans ce cadre, la dose administrée localement est égale au 1/100 de la dose utilisée dans le cadre de l’hypogonadie chez l’homme. Le but de l’expérience est d’évaluer sur le long cours l’efficacité du dispositif sur un modèle préclinique ayant tout à la fois une insulino-résistance et une réduction de la capacité sécrétoire en insuline du pancréas i.e. un diabète de type 2 déclaré cliniquement. Elle est formatée pour constituer l’étape préclinique permettant le passage à une étude de phase I chez le patient humain. Le modèle utilisé sera celui d’un porc miniature rendu insulino-résistant par l’ingestion d’un régime en excès calorique et contenant une proportion anormalement élevée en graisses et en glucide rapidement absorbable. Une destruction partielle des cellules ß pancréatiques sera couplée à l’état précédent pour assurer une réduction de la capacité sécrétoire en insuline. Cette destruction sera réalisée par l’administration d'une substance toxique pour les cellules pancréatiques qui secrétent l'insuline. La dose sera calibrée pour que l’hyperglycémie soit limitée de façon à ne pas atteindre des stades pathologiques dangereux pour l'animal sur la durée de l'expérience.
Bénéfices attendus
Le but de l’expérience est d’évaluer sur le long cours l’efficacité du dispositif proposé par la société PalTech sur un modèle préclinique ayant tout à la fois une insulino-résistance et une réduction de la capacité sécrétoire en insuline du pancréas i.e. un diabète de type 2 déclaré cliniquement. Elle est formatée pour constituer l’étape préclinique permettant le passage à une étude de phase I chez le patient humain. Les bénéfices à court terme sont ceux associé à la possibilité de lancer la phase humaine du programme. Les bénéfices à long terme sont directement associés à la mise en place d'une thérapeutique alternative au traitement du diabéte de type 2. La cible choisie permettra de réduire les effets secondaires potentiellement mortels ou conduisant à l'arret du traitement.
Procédures
Les animaux seront soumis à une procédure comprenant diverses étapes durant la durée du projet. Les animaux seront implantés avec une chambre sous cutanée pour permettre un accès veineux de longue durée durant une anesthésie chirugicale. Durant la même anesthésie une dose d'un produit toxique pour le pancréas sera administré. Sept semaines après, les mêmes animaux subiront une seconde anesthésie chirugicale pour recevoir le dispositif thérapeutique expérimental (ou un placebo). Le geste chirurgical sera guidé par une image hybride moléculaire localisant la zone à traiter et réalisée sous anesthésie une semaine auparavant. Dix-huit semaines après, les animaux seront testés pour de multiples paramétres afin de caractériser l'étendu du diabéte qui restera à une phase préclinique. Ces tests seront principalement réalisés chez l'animal anesthésié durant des sessions d'imagerie positronique associées à une imagerie scannographique. Ils comprendront l'évaluation de la densité des récepteurs à un peptide digestif (4 heures), une mesure du métabolisme du glucose (4 heures) et une mesure de la fonction rénale (3 heures). Chacune de ces mesures sera réalisée sous anesthésie avec au minimum une semaine entre chaque session. Une mesure des changements du glucose dans le sang après le repas sera également réalisée (1 heure). Une seconde session, identique, sera réalisée 12 semaines au moins après la première. A l'issue de cette seconde session, et alors que le diabéte est toujours dans une phase préclinique, les animaux seront euthanasiés.
Impact sur les animaux
Les nuisances et effets indésirables induit par la protocole sont de trois natures. 1. Le programme nécessite la création d’un diabète de type 2 avec le développement de pathologies macro et micro vasculaires. A minima, la pathologie affectera de façon importante les animaux contrôle ne recevant pas de thérapeutique. 2. Mise en place de la thérapeutique - Celle-ci est réalisée sous laparoscopie, une procédure connue pour limiter toutes les conséquences néfastes post-opératoires et qui sera celle utilisée chez l’homme. De plus, l’insertion d’un dispositif à libération continue évite toute interaction régulière de type piqure ou drogage. 3. Evaluation de l’état pathologique - les effets indésirables sont ceux de l'anesthésie sachant que (1) les produits utilisés pour chaque session d'imagerie n'induisent aucune réaction indésirables et (2) la dose totale de radiation engagée reste dans le domaine du diagnostic médical.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés avant le passage des symptomes du diabéte au stade clinique, c'est à dire avec des conséquences directement visibles sur la santé des individus.
Remplacement
Ce projet réalisera de nouvelles recherches pour lesquelles l'information n'est pas déjà disponible dans la littérature. Bien que le remplacement par des alternatives non animales telles que les lignées cellulaires soit un atout inestimable pour la recherche, les lignées cellulaires ne peuvent pas reproduire la physiologie intégrative complexe présente chez un animal modèle, qui s’apparente étroitement à l'homme. En raison du haut niveau de complexité des systèmes étudiés, de leur intégration complexe et des conséquences multiples de leurs dérèglement, il existe trop d'inconnues pour créer des modèles fiables générés par ordinateur. Ainsi, il n'y a pas de modèles non-animaux qui peuvent être utilisés pour ces études. Le choix du modèle porcin se justifie par rapport à l’utilisation d’une procédure d’implantation ceolioscopique qui sera celle utilisée chez l’homme et qui se peut être effectuée techniquement sur un animal de plus petite taille. Pour les mêmes raisons de taille, la résolution spatiale obtenue par l’utilisation du modèle porcin, du fait des limitations techniques (taille des capteurs de la machine d'imagerie moléculaire) et physiques (longueur du parcours du positron avant son annihilation) fait qu’un modèle de grande taille est recherché.
Réduction
Ce projet a été conçu pour utiliser le nombre minimum d'animaux, tout en garantissant l'obtention de résultats scientifiquement pertinents et l'atteinte des objectifs de l'étude. Des calculs statistiques ont été effectués sur la base des résultats d'études similaires dans ce domaine. Le nombre requis de porcs nécessaires pour cette étude est réduit en enregistrant autant de paramètres que possible à partir d'un seul animal, sans compromettre le bien-être des animaux.
Raffinement
Les animaux seront manipulés de manière appropriée et à minima un soigneur interagira avec eux en fournissant des éléments d’enrichissement de l’environnement.Plusieurs principes ont présidés à la mise en place des mesures - Toutes les mesures pouvant faire l’objet d’une mesure non invasive par l’utilisation de l’imagerie sont prioritaires - Les mesures n’impliquant pas une imagerie mais pouvant être réalisées sous anesthésie sont réalisées dans ce contexte - Les mesures pouvant être réalisées au cours de la même anesthésie sont toutes groupées durant la même anesthésie - Les mesures sanguines ne pouvant pas être réalisées sous anesthésie ou pour lesquelles l’anesthésie n’est pas indispensable sont effectuées au moyen d’un accès veineux permanent sous cutané (port veineux). - Des dispositifs alternatifs radiofréquence aux mesures sanguines sont utilisés lorsque la pertinence de ceux ci est notable (risque d’hypoglycémie). Une interaction positive quotidienne avec les animaux sera effectuée pour s’assurer de leur bien-être. Afin de préserver le bien-être, les animaux seront surveillés et notés fréquemment à l'aide de feuilles de pointage du bien-être animal pour s'assurer qu'aucun animal ne dépasse un niveau de détresse strictement prédéterminé, et des critères d'évaluation sans cruauté seront mis en œuvre immédiatement si un animal subit des effets indésirables inattendus. Les possibilités d'affiner la procédure seront continuellement explorées et mises en œuvre dans la mesure du possible pendant la durée de vie du projet. Des revues de littérature régulières seront effectuées pendant toute la durée du projet pour s'assurer que les procédures utilisées sont aussi raffinées que possible et restent conformes aux recommandations de bonnes pratiques.
Choix des espèces
Le porc s’impose comme un modèle privilégié pour les études en nutrition. En contexte nutritionnel délétère, le miniporc adulte développe une obésité similaire à la pathologie humaine et sous exprime un capteur sensible à un peptide digestif renseignant le cerveau sur l'arrivée de glucose au niveau portal. De plus, plusieurs solutions de destruction partielle des cellules bêta ont été proposées chez le porc en croissance et chez le porc miniature adulte. Le choix du modèle porcin se justifie également par rapport à l’utilisation d’une procédure d’implantation ceolioscopique qui sera celle utilisée chez l’homme et qui ne peut être effectuée techniquement sur un animal de plus petite taille. Pour les mêmes raisons de taille, la résolution spatiale obtenue par l’utilisation du modèle porcin, du fait des limitations techniques (taille des capteurs la machine d'imagerie moléculaire) et physiques (longueur du parcours du positron avant son annihilation) fait qu’un modèle de grande taille est recherché. Les animaux seront des adultes bien apr!s que leur croissance ait atteint un plateau i.e. > 3 ans. Ceci se justife par le fait que la condition visée par notre solution thérapeutique est celle du diabéte de type 2 chez l'adulte et que ce dernier se développe préférentiellemetn après 45 ans
Evaluation de la séquestration de la chlordécone par l’utilisation de biochars de Sargasses afin de sécuriser la production des denrées animales
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Poules : 24
54 animaux non-humains, poules pondeuses et porcelets, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont nourris avec du sol antillais contaminé au chlordécone, avec ou sans biochar de Sargasse, et confinés dans des compartiments individuels pour contrôler leur exposition, avant d'être tués pour doser le pesticide dans leurs muscles et leur foie. Le porteur indique que le confinement peut perturber les comportements sociaux et provoquer du piquage entre poules, atténué par des objets placés dans les cages. Il affirme que cette expérimentation sur ces deux espèces autoconsommées aux Antilles est "nécessaire" et ne peut être remplacée.
Objectifs
Les Antilles (Guadeloupe et Martinique) sont soumises à une forte pollution des sols, des végétaux, animaux et de la population aux pesticides organochlorés tels que le chlordécone (CLD). La pollution initialement présente dans les sols a atteint la population antillaise par le transfert des pesticides dans la chaine alimentaire (sol --> végétaux --> animaux --> Hommes). L’objectif général du projet est d’évaluer l’efficacité d’une matrice carbonée (le biocharbon) issu de Sargasse (une algue invasive aux Antilles) à séquestrer ces pesticides (plus particulièrement le CLD) et à étudier l’impact sur leur transfert du sol à différents biotes (végétaux et animaux). Les matériaux utilisés sont des biochars, matrices poreuses obtenues par pyrolyse en condition anoxique (sans oxygène) et ont été préalablement employés avec succès dans un précédent projet ANR démontrant une réduction de transfert in vitro et in vivo. Les biotes cibles ont été sélectionnés sur la base de leur contribution à l'exposition de la population antillaise par l'alimentation (spécifiquement par l'autoconsommation). En première étape, nous nous assurerons en conditions de laboratoire de l'efficience de ces matrices avant de procéder à des expérimentations sur animaux. La seconde étape a pour objectif d’évaluer la biodisponibilité relative du chlordécone après exposition orale (alimentation) d’animaux à du sol antillais (Nitisol et Andosol) avec du biochar de Sargasse ou non afin de sélectionner la matrice la plus efficace. Ce projet portera sur deux espèces particulièrement utilisées aux Antilles françaises, autoconsommées et autoproduites : la poule pondeuse et le porc.
Bénéfices attendus
Cette expérimentation permettra de valider ou non une matrice carbonée (biocharbon de Sargasse) à des fins de séquestration de la CLD (pesticide particulièrement présent aux Antilles Française et imprégnant plus de 90% de la population). Ce projet permettra de contribuer à la production de denrées animales saines dans ce contexte de pollution.
Procédures
Les poules pondeuses et les porcelets seront pendant des périodes de temps limitées contenus dans des compartiments afin de contrôler finement leur exposition au sols antillais avec ou sans biochars.
Impact sur les animaux
La période de mise en cage individuelle pourra avoir une incidence sur les comportements sociaux des animaux. Des jouets seront insérés dans les cages afin de limiter cet impact. Pour les porcelets cette claustration sera limitée à quelques minutes à 2h. Pour les poules du fait de piquage entre congénères, cette stratégie ne pourra être réalisée sur un temps aussi court et se déroulera la journée.
Devenir
Du fait des prélèvements envisagés (prélèvement d'organes comme des muscles, le foie) et de leur importance pour l'animal la mise à mort est rendue nécessaire.
Remplacement
Dans le cadre de ce projet, cette expérimentation sur ces espèces est nécessaire et ne peut être remplacée. Cependant, des essais in vitro ont été réalisés au préalable afin de vérifier l’effet du biochar sélectionné sur la séquestration du CLD.
Réduction
Afin de réduire les expérimentations des tests en amont ont permis de sélectionner le biochar de Sargasse et donc de limiter le nombre de matrice à tester (et par conséquent le nombre d’animaux à utiliser). De plus, ces tests préalables ont montré que le biochar de Sargasse est plus efficace dans les Nitisols (sols antillais) que dans les Andosols (sols antillais) ce qui nous a permis de réduire le nombre de porcelet nécessaire pour les modalités avec Nitisols à n=4 (au lieu de n=6).
Raffinement
Des objets adaptés aux espèces seront déposés dans les compartiments des poules (os de seiche, CD, miroirs, paille et perchoirs) et porcelets (cordes, ...). La période de claustration a été envisagée pour être la plus réduite pour les espèces considérées (pour les porcs < 2h, pour les poules du fait du piquage la période de claustration sera la journée). Dans tous les cas, les interactions sociales inter-individus seront préservés par des contacts visuels,olfactifs, auditifs pendant ces périodes de mise en compartiment individuel. Au-delà de ces conditions, un contrôle quotidien sera réalisé en vérifiant quotidiennement la prise alimentaire, l’état de la peau et du plumage, l’absence de plaie ou de parasites (poux) et le suivi du poids de l’animal..
Choix des espèces
Du fait de l'objectif final de ce projet (contrôler la sécurité chimique des denrées animales auto-produites aux Antilles), les espèces choisies correspondent à celles auto-consommées par la population antillaise. Les porcelets qui prendront part aux expérimentations auront de 30 à 55 jours afin qu'ils soient sevrés (plus représentatifs des porcs adultes), castrés (représentatifs des conditions d'élevage classique). Les poules pondeuses seront adultes (au moins 18 semaines à l'arrivée dans nos installations) pour obtenir une ponte régulière (après une période d'hébergement au sol en collectif dans nos installations).
Prélèvement de sang
- Production de routine
- Tests réglementaires
- Contrôles de qualité
Moutons : 25
Bovins : 25
75 animaux non-humains, cochons, moutons et bovins à parts égales, vont être utilisés en gravité légère et maintenus en vie, réutilisés ou rendus à l'élevage. Ils subissent des prélèvements de sang répétés à la veine jugulaire ou cave pour produire du sérum, du plasma et des dérivés destinés au contrôle qualité de médicaments, voire à nourrir des moustiques. Le porteur décrit une nuisance limitée au stress de la contention et à une sensibilité passagère au point de piqûre. Il indique répondre à la "demande du client" et au "donneur d'ordre", le choix des espèces et des volumes suivant un tableau de prélèvement standard.
Objectifs
L'objectif premier du prélèvement sanguin chez ses trois types d'animaux est la production de dérivé sanguin tel que le plasma et le sérum mais aussi dans le cadre d'une analyse de contrôle qualité, de médicaments issus du plasma sanguin (immunoglobulines intraveineuses),de la recherche d'anticorps contre des virus... Mais également dans le cadre de certaines recherches comme nourriture au moustique . Les ovins sont directement prélevés sur notre site si besoin d'un mouton particulier nous irons chez l'éleveur quand aux bovins et porcins ceux-ci seront prélevés chez leurs éleveurs respectifs.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus dépendent du donneur d'ordre. Le sang est utilisé dans le cadre de différentes recherches. Pour exemple, les globules rouges d'ovins,bovins et porcins sont utilisés pour la production de dérivé sanguin (plasma, sérum ) mais aussi dans le cadre d'une analyse de contrôle qualité , de médicaments issus du plasma sanguin. (immunoglobulines intraveineuses) mais également comme nourriture aux moustiques dans le cadre de certaines recherches.
Procédures
Porcins: prélèvement de sang à la veine cave antérieur. Bovins : prélèvement de sang à la veine jugulaire. Ovins : prélèvement de sang à la veine jugulaire. Le prélèvement s'effectue au Vacutainer ou à la poche (l'aiguille étant adapté à l'espèce prélevée ) Le Vacutainer et la poche sont adaptées à la quantité de sang prélevé (favorisant la rapidité du prélèvement).Les prélèvements s'effectuent selon la demande du client en respectant la bonne pratique dans le volume de l'échantillon de sang (tableau GIRCOR)
Impact sur les animaux
Les animaux supportant un prélèvement sanguin subissent une nuisance limitée liée au stress de la contention et du prélèvement ainsi qu' une sensibilité légère et transitoire au point de prélèvement.
Devenir
Les animaux sont maintenues en vie à la fin de chaque procédure.
Remplacement
Le choix de ses animaux s'est fait car ce sont de très bons modèles pour ce type de protocole, ce qui permet d'optimiser au mieux la production et d'utiliser un nombre réduit d'animaux. Il n'y a pas de méthode substitutive.
Réduction
Cette méthode appliquée est une méthode validée, qui permet de satisfaire aux besoins, avec l'utilisation du nombre le moins élevé d'animaux. Le nombre d'animaux utilisé correspondra au minimum requis pour répondre aux objectifs. Les prélèvements sont optimisés par l'utilisation d'outil tel que le tableau GIRCOR, permettant d'optimiser au maximum l'utilisation des animaux.
Raffinement
Après chaque prélèvement une friandise est donnée à l'animal. Les quantités de sang prélevé et les méthodes de prélèvements sont adaptées à l'espèce utilisée. Nous utilisons le tableau Gircor pour déterminer la quantité de sang pouvant être prélevé en fonction du poid de l'animal et l'espacement nécessaire entre deux prélèvements. Nous essayons régulièrement , d'améliorer nos méthodes de contentions afin de diminuer au maximum le stress des animaux ( ex: la pose de la paume de la main sur le crâne des moutons permette de calmer l'animal...)
Choix des espèces
Le choix de ses espèces répondent principalement à la demande du client mais également sur la qualité et sur les propriétés de ces animaux ,ce qui permet de limiter le nombre d'animaux utilisés. Le choix de ses animaux s'est fait car ce sont de très bons modèles pour ce type de protocole, ce qui permet d'optimiser au mieux la production et d'utiliser un nombre réduit d'animaux. Nous ne faisons que répondre aux exigences du donneur d'ordre. Pour les porcins nous utilisons des animaux de 30kg minimum à 40 kg maximum, le prélèvement étant plus simple à réalisé. (animal moins gras, veine plus accessible) Pour les ovins nous utilisons des animaux de 6 mois (30 kg minimum). Les bovins sont prélevés à l'âge adulte.
EVALUATION D’UN DISPOSITIF DE MESURE CONTINUE DU GLUCOSE IMPLANTE DANS LA CAVITE INTRAPERITONEALE CHEZ UN MODELE PORCIN
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
2 cochons vont être utilisés, tous deux tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie abdominale de deux heures pour implanter des capteurs de glucose, puis deux séances sous anesthésie où lui sont injectées des doses de glucose et prélevés au total 120 ml de sang. Le porteur décrit une prise en charge de la douleur par morphinique et anti-inflammatoires, les cochons étant tués en fin de protocole. Il affirme qu'il est impossible de reproduire artificiellement l'implantation d'un tel capteur et retient le porc pour sa taille proche de celle de l'humain.
Objectifs
Le projet s’inscrit dans la prise en charge innovante du diabete de type 1, visant une restauration d'un taux normal de glucose dans le sang (glycémie) par une administration d’insuline adaptée au cours du temps. Des systèmes de mesure du glucose en continu (CGM) existent déjà mais évaluent la concentration de glucose dans le liquide interstitiel et non le taux de glucose dans le sang, entraînant un décalage temporel dans l’ajustement de la dose d’insuline à délivrer. Notre projet vise l’élaboration d’un système d’insulinothérapie automatisée implanté dans la cavité abdominale (péritoine) pour le traitement du diabète. Il comprendra : 1) un capteur de mesure du glucose (CGM) implanté dans le péritoine, 2) une pompe de perfusion d’insuline dont le réservoir sera rempli par un port disposé contre la paroi intestinale, auquel se connecteront, par un système magnétique, des gélules contenant de l’insuline administrées par voie orale, 3) un algorithme de contrôle, hébergé par la pompe, modulant la perfusion d’insuline selon les données CGM pour établir et maintenir la glycémie dans un intervalle physiologique. La partie du projet concernée par ce travail expérimental est d’étudier la faisabilité de l’implantation du capteur de CGM dans le péritoine, et de vérifier l’exactitude de la mesure du glucose par ce capteur intrapéritonéal, par rapport au glucose mesuré dans le sang d’une part et par rapport au glucose mesuré en sous-cutané par le même capteur implanté sous la peau de l’abdomen d’autre part. La mesure du glucose intrapéritonéal présente un intérêt plus important que la mesure du glucose interstitiel sous-cutané. En effet, la vitesse de variation du glucose intra-péritonéal est plus rapide que la variation du glucose sous-cutané lorsque que le taux de glucose sanguin varie. L’identification plus précoce des variations glycémiques permettrait un ajustement plus rapide de la perfusion d’insuline par la pompe grâce à son algorithme. Il est aussi établi que l’insuline délivrée dans le péritoine est plus vite absorbée et que son action est plus rapide que la perfusion sous-cutanée. Ainsi, la combinaison d’une détection plus rapide des variations glycémiques et d’une adaptation plus rapide de l’action de l’insuline ferait du système un dispositif actif plus physiologique que les pompes actuelles connectées à des capteurs de glucose sous-cutanés.
Bénéfices attendus
Cette expérimentation permettra : 1- D’évaluer la faisabilité de la procédure d’implantation d’un capteur de mesure continue du glucose dans le péritoine, 2- D’évaluer la fonctionnalité du capteur de mesure du glucose implanté dans le péritoine par rapport au capteur implanté en sous-cutané et des deux capteurs par rapport à la mesure du glucose dans le sang qui servira de référence. 3- D’évaluer la durabilité de la fonctionnalité des capteurs après 7 jours d’implantation. Les résultats de cette expérimentation permettront d’orienter le projet sur la décision de localisation du capteur de mesure du glucose qui fournira l’information à l’algorithme de régulation de la perfusion d’insuline par la pompe implantée. L’option qui indiquera la meilleure fonctionnalité du capteur sera retenue pour la poursuite du projet. La démonstration de la faisabilité de l’implantation d’un capteur de glucose intra-péritonéal, et de sa capacité à mesurer avec exactitude et de façon plus rapide et durable les variations glycémiques, permettrait d’envisager la mise à disposition aux personnes atteintes de diabète d’un dispositif implantable de capture des mouvements glycémiques, idéal pour asservir la délivrance d’insuline de façon proche de la physiologie, et réduire ainsi les écarts hyper- et hypoglycémiques.
Procédures
Dans le cadre de ce projet, l'étude durera 9 jours au cours desquels les animaux seront opérés pour implanter les capteurs de mesure du glucose (2h maximum d'intervention), puis ils seront anesthésiés 2 jours et 9 jours après l'opération pour réaliser des mesures dans le sang (1 heure d'intervention à chaque fois). Ainsi, à J2 et à J9, 3 injections intraveineuses de 2, 4 et 8 ml d’une solution de glucose à 50 mg/ml seront réalisées à 20 minutes d’écart, puis 2 ml de sang seront prélevés toutes les 2 minutes sur 3 fois 20 minutes, soit un total de 60 ml de sang. Au total l'animal aura donc reçu 6 injections de glucose et 120 ml de sang auront été prélevés. Tous les gestes seront réalisés sous anesthésie générale associée à des anti-douleurs. En dehors de ces 3 jours de manipulation, les animaux ne subiront pas d'autres nuisances.
Impact sur les animaux
Au cours de cette procédure expérimentale, les principales nuisances pour l'animal seront liées à la chirurgie destinée à l’implantation des capteurs aux niveaux intra-péritonéal et sous-cutané, entraînant des brèches de petites tailles de la paroi abdominale et du péritoine. La prise en charge de la douleur sera maîtrisée par l’injection d'un morphinique au cours de l'intervention, puis l’administration post-opératoire d'anti-douleurs. Au cours des phases de surveillance, et au delà des soins apportés pour une bonne cicatrisation suite à l'opération, la surveillance des animaux sera très rigoureuse, notamment par l'évaluation quotidienne du comportement de l'animal à l’aide une grille de score. Les jours où seront réalisée des mesures, les animaux seront anesthésiés et ne subiront donc qu’un traumatisme mineur.
Devenir
Les animaux seront mis à mort en fin de procédure.
Remplacement
Il n’est pas possible de reproduire artificiellement les conditions d’implantation dans le péritoine d’un capteur de mesure du glucose. Néanmoins le développement d’un tel dispositif nécessite de recueillir des données in vivo. Par sa taille et son anatomie, l’implantation chez le porc permettra de reproduire des conditions voisines d’une implantation chez l’Homme. Les exigences requises pour la réalisation du protocole en font un modèle expérimental pertinent pour cette étude.
Réduction
Pour réduire le nombre de porcs utilisés pour l’expérimentation, deux capteurs seront implantés dans le péritoine (un dans chaque flanc) et deux en sous-cutané dans la paroi abdominale, chez chacun des deux animaux. On pourra ainsi tester 4 capteurs implantés au total. Cela permettra de tester la reproductibilité des résultats avec un nombre réduit d’animaux. Les données de mesure du glucose dans le péritoine, le tissu sous-cutané et le sang seront appariées et comparées à la suite de chaque injection intraveineuse de glucose. On disposera ainsi pour chaque couple de capteurs péritonéaux et sous-cutanés de 30 points de mesure (10 temps de mesure dans les 20 minutes qui suivront chacune des 3 injections de glucose) représentant 120 points de mesure comparables pour 4 capteurs permettant une analyse statistique pertinente.
Raffinement
Toutes les étapes de la procédure expérimentale seront réalisées sous anesthésie générale. Pour la chirurgie, elle sera associée à la gestion de la douleur per-opératoire par un morphinique, et post-opératoire par l'administration d'anti-inflammatoires. De même la mise à mort sera réalisée en fin de procédure alors que les animaux sont anesthésiés. Pendant la phase post-opératoire immédiate, une grille d'évaluation sera utilisée pour s'assurer du bon réveil de l'animal. Pendant la période de surveillance, une grille de score sera utilisée pour évaluer l'état clinique des animaux, portant sur des critères d'absence d'infection en lien direct avec le modèle (laparotomie), sur des points généraux de comportement et des signes d'inconfort ou de douleur. Cette grille aidera à la prise de décision en cas d'atteinte des points limites. Ainsi en cas d’infection aux sites d’implantation ou de signes de souffrance persistante malgré les mesures antalgiques et anti-inflammatoires d’un animal soumis à l’expérimentation, celle-ci sera abandonnée (animal sorti d’étude). Les dispositifs implantés et portés étant peu invasifs, ils n’altèreront pas la qualité de vie des animaux entre l’implantation et les jours d’évaluation des capteurs (J2 et J9).
Choix des espèces
Par sa taille et son anatomie, l’implantation chez le porc permettra de reproduire des conditions voisines d’une implantation chez l’Homme. Les exigences requises pour la réalisation du protocole en font un modèle expérimental pertinent pour cette étude. Les animaux sont choisis au terme du post-sevrage à l'âge de 3 mois environ, permettant d'avoir des animaux de 30 kg à 35 kg, ce qui facilite également les aspects techniques en utilisant du matériel identique à celui utilisé en médecine humaine.
Validation de capteurs pour mesurer les variations de la glycémie chez le porc
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Bien-être animal
10 porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, ceux opérés étant tués à l'issue. Ils reçoivent un cathéter dans la veine jugulaire posé sous anesthésie générale, des piqûres répétées de l'oreille à la lancette et un capteur de glucose sous la peau, puis vivent seuls quatorze jours alors qu'ils vivent d'ordinaire en groupe. Le porteur teste ce capteur comme méthode moins invasive de mesure de la glycémie et présente le projet comme un gain pour le "bien-être" des porcs, alors qu'il repose sur une chirurgie et une mise à mort. Il affirme qu'étudier finement la physiologie du porc reste impossible sans utiliser des porcs vivants.
Objectifs
Pour tous les animaux, l'alimentation permet d'assurer leur développement et leur santé. Le glucose est l'un des nutriments essentiels au bon fonctionnement des cellules de l'organisme, et la mesure de la glycémie (concentration en glucose dans le sang ou le plasma) est reconnue commue un bon indicateur du métabolisme glucidique. Cette mesure nécessite le prélèvement d'un échantillon de sang, souvent de manière répétée au cours de la journée. Chez le porc, le prélèvement de sang reste un acte technique nécessitant une grande habitude. Le porc a peu de vaisseaux sanguins superficiels et visibles. Il est craintif et d'une grande force physique. Par conséquent, le prélèvement de sang requiert une contention de l'animal (acte stressant) et, dans le cas de prélèvements répétés, la pose d'un cathéter réalisée sous anesthésie générale. Le projet vise à tester un capteur intradermique comme alternative pour mesurer la concentration sanguine de glucose, en temps réel et pendant plusieurs jours, grâce à l'électrochimie miniaturisée et au numérique. Nous testerons un capteur glycémique commercialisé pour les personnes diabétiques. Le capteur est utilisable pendant 10 à 14 jours, avec une portée de transmission du signal de 6 m. Le projet vise à déterminer si le capteur fournit des données pertinentes chez le porc grâce à une étude pilote comparant les valeurs mesurées par le capteur à celles de la méthode de référence (prélèvements sériés avec un cathéter veineux) en réponse à des repas de composition contrastée. Cette étape est indispensable pour valider le capteur comme une méthode peu invasive de mesures des constantes physiologiques internes chez le porc. Cela permettrait ensuite de l'utiliser chez des porcs élevés en groupe, permettant de maintenir leur comportement alimentaire, leur statut social, et leur activité physique, ce que ne permet pas l'implantation d'un cathéter veineux. L'utilisation d'une lancette pour recueillir une goutte de sang sera également testée comme une méthode d'invasivité et surtout de fréquence intermédiaire.
Bénéfices attendus
L'utilisation de capteurs glycémiques en médecine humaine a été validée pour mesurer les taux de glucose chez le miniporc ou le porc mais dans des situations particulières taux de sucres dans le sang très élevés induits par l'administration de glucose directement dans la veine, ou bien encore état de diabète). Ce projet vise à déterminer si le capteur glycémique fournit des données exploitables pour des porcs nourris avec des régimes de composition plus en adéquation avec ses besoins physiologiques pour sa croissance et avec le maintien de sa santé. Les bénéfices immédiats attendus seront de fournir une alternative à la technique actuelle de mesure des concentrations sanguines répétées, impliquant une anesthésie générale et une chirurgie, quand on souhaite connaître les variations de taux de glucose sanguin en réponse à des changements dans ses conditions d'élevage (alimentaires, thermiques, sanitaires). Cette méthode serait donc propice à assurer un meilleur bien-être de l'animal lors de ce type de mesures indispensables à la compréhension des mécanismes physiologiques à des fins scientifiques. Si la méthode est validée dans ce cadre pilote, le projet sera poursuivi par une seconde étude visant à maintenir le porc au sein de son groupe social, lui laissant la liberté d'exprimer son comportement alimentaire et ses interactions physiques. Cela permettrait de détecter précocement, par un suivi en temps réel, d'éventuelles évolutions drastiques de la glycémie signalant une dégradation de santé ou du bien-être de l'animal avant que celle-ci ne soit visible.
Procédures
Une dizaine de porcs seront impliqués dans la phase expérimentale d'une durée de 14 jours. La mise en oeuvre de cette expérience est strictement nécessaire pour valider les mesures de concentrations sanguines de glucose issues du capteur (système de mesure en continu), par rapport à la méthode de référence invasive actuelle (cathéter veineux). Il s'agit de recueillir un grand nombre de valeurs de concentrations de glucose suite à l'ingestion de repas dont la composition est connue pour faire varier la glycémie. Trois types d'actes seront appliqués à chaque porc: 1) des repas tests soit sous forme liquide (glucose), soit sous forme granulée et de composition standard (riche en amidon) pour un animal de cet âge, soit sous forme granulée et de composition hyper-énergétique (riche en lipides). Ces repas sont distribués lors de 3 matins en quantité plus faible que le repas habituel. 2) des prélèvements de sang en cinétique après chaque repas d'épreuve. Pour réaliser ces prélèvements répétés sans stress ni contention de l'animal, ceci nécessite de poser un cathéter dans la veine jugulaire, par une intervention chirurgicale sur des porcs anesthésiés, et de le maintenir fonctionnel durant 14 jours. Quelques gouttes de sang seront également prélevées par piqure de la veine de l'oreille grâce à une petite lancette (stylet) à 4 reprises durant l'heure qui suit chaque repas test. 3) un capteur glycémique placé sous la peau, après tranquillisation de l'animal.
Impact sur les animaux
La pose du cathéter pour la méthode de référence de prélèvements sériés de sang est un acte chirurgical qui s'effectue sous anesthésie générale, générant une inflammation, et nécessite une phase de récupération. L'utilisation d'une lancette (type stylet à jet) peut générer une sensation désagréable ou de surprise pour le porc à chacune des 4 piqures. Le logement en loge individuelle durant les 14 jours de l'expérience constitue une contrainte chez un animal vivant habituellement en groupe. La présence d'une aiguille en intradermique sur le capteur et la sécurisation du dispositif par une bande adhésive peuvent entraîner une gêne, voir une inflammation. Le repas liquide de glucose (1 fois durant toute l'expérience) est peu appétant pour l'animal. Le porc ne pourra pas être réintégré dans le troupeau après une chirurgie et devra donc être euthanasié à la fin de l'expérience.
Devenir
Les porcs ayant subi une chirurgie pour insérer un cathéter dans la veine ne pourront pas être réintégrés dans le troupeau. Ils seront euthanasiés à la fin des 14 jours d'expérience.
Remplacement
Le porc est l'espèce cible du projet qui vise à trouver une méthode alternative à la méthode actuelle de référence pour étudier les mécanismes de régulation des constantes métaboliques face aux défis posés par des changements dans l'environnement (alimentaire en premier lieu, mais aussi thermique, social, sanitaire, etc.). Il n'est donc pas possible d'étudier finement la physiologie interne du porc au bénéfice de sa santé et son bien-être, sans utiliser des porcs de poids et génotypes commerciaux. L'utilisation de cellules en culture permettrait de caractériser les mécanismes moléculaires de régulation du taux de glucose intracellulaire, mais ne renseigne nullement sur les variations quotidiennes de la glycémie (concentration du glucose circulant dans le sang) en relation avec le métabolisme des nombreux tissus utilisateurs de glucose (muscles, tissus adipeux, intestins) ou du foie (production de glucose), et selon le comportement alimentaire du porc, son efficience alimentaire, son activité physique, et son état de santé. L'utilisation d'animaux vivants est donc nécessaire pour rendre compte de processus biologiques extrêmement dynamiques.
Réduction
Chaque porc est son propre témoin durant les 14 jours d’expérimentation, ce qui permet de réduire le nombre d'animaux nécessaires tout en prenant en compte la variabilité interindividuelle de la consommation alimentaire et des processus d'ingestion et de digestion à l'origine de variations dans les cinétiques d'évolution du glucose sanguin. Un total de 8 porcs suivra une séquence alimentaire incluant 3 repas tests de composition différente. Ceci permettra d’obtenir au moins 6 à 8 cinétiques sanguines pour chaque type de repas test. Ce nombre a été déterminé sur la base de la bibliographie disponible quant à la validation de capteurs glycémiques développés en médecine humaine chez le miniporc ou le porc conventionnel, et notre propre connaissance des variations des concentrations interindividuelles de glucose sanguin obtenues par prélèvements sériés au cathéter. Au cas où les porcs de l'expérience ne mangeraient pas les aliments expérimentaux (notamment le repas de glucose), ils seront écartés de l'expérience et seront remplacés par un porc supplémentaire. Si toute l'expérimentation se déroule conformément aux attentes, les 2 animaux restants (10 animaux prévus pour 8 nécessaires) ne seront pas utilisés dans l'expérimentation et seront laissés dans l'élevage. Les prélèvements de sang par le tube veineux seront réalisés seulement au cours de 3 jours de repas tests sur les 14 jours d'expérimentation, et on prélèvera environ 1,5% du volume sanguin pour chaque jour de repas test, soit 4% du volume sanguin total à l'issue de l'expérimentation.
Raffinement
La pose du cathéter s'effectue sous anesthésie générale en suivant un protocole d'analgésie pour limiter la douleur pendant et après la chirurgie. Les porcs sont surveillés pendant l'anesthésie et pendant le réveil pour éviter qu'ils ne se blessent en se relevant. Une grille d'évaluation de la douleur (posture, comportement, aspect et sensibilité de la plaie) est renseignée pour chaque porc jusqu'à 4 jours après la chirurgie, en plus du contrôle de la température rectale et de l'appétit. Les règles de propreté seront strictement suivies : seringues à usage unique, port de gants et/ou lavage fréquent des mains, et désinfection de l'extrémité du cathéter avec de l'alcool entre les prélèvements. Un sérum physiologique stérile sera injecté après chaque prélèvement pour rincer le cathéter et remplacer le volume de sang prélevé. Si un porc développe une fièvre, du paracétamol sera injecté via le cathéter. Par précaution, lors du premier et dernier prélèvement, un antibiotique sera administré via le cathéter. La pose du capteur glycémique est réalisée en tranquillisant le porc avec des anesthésiques injectables à faible dose et en intramusculaire. Le capteur est placé sur la face externe de la cuisse en utilisant l'applicateur fourni dans le kit qui permet l'insertion d'une microaiguille en intradermique et la pose d'un patch. Le capteur permet ensuite des mesures des taux de glucose sans douleur, sans contention ni stress. Le porc sera familiarisé avec les humains grâce aux soins quotidiens, permettant l'utilisation de la lancette (stylet) sans stress particulier anticipé, d'autant plus qu'un gel anesthésiant sera appliqué en préventif en massant l'oreille. L'aliment est distribué à volonté durant toute la durée de l'étude, à l'exception des jours de repas test (3 jours). Une paire de porcs sera considérée à chaque séquence pour permettre un contact visuel, olfactif, et tactile entre les deux porcs durant toute la durée de l'expérimentation. Toutes les cages sont équipées de dispositifs d'enrichissement renouvelés régulièrement et au gré des comportements individuels: matériels manipulables (chaînes métalliques et balles en plastique dur) qui ne peuvent pas être rongés, évitant ainsi la présence de résidus dans les fèces. Les animaux sont suivis quotidiennement par du personnel expérimenté afin de détecter l'atteinte d'un point limite.
Choix des espèces
Le projet a pour objectif de trouver une méthode pour renseigner sur l'évolution des taux de glucose sanguin face aux défis posés par les changements de matières premières dans l'alimentation du porc (pour une moindre concurrence avec l'alimentation de l'Homme) et les modifications de son environnement (réchauffement climatique ou évolutions des pratiques d'élevage), et ceci sans actes contraignants et invasifs pour l'animal. Il n'est pas possible d'étudier les évolutions dynamiques du glucose, au bénéfice de la santé et du bien-être, sans utiliser des porcs de poids et génotype commerciaux. L'utilisation de cellules en culture permettrait de caractériser les mécanismes moléculaires de la régulation des taux de glucose intracellulaires, mais pas les variations quotidiennes de la glycémie. L'utilisation d'animaux vivants est nécessaire car les effets mesurés résultent de processus biologiques extrêmement dynamiques, impliquant des étapes de digestion et d'assimilation des aliments lors des repas, et qui ne peuvent pas être reproduits dans des systèmes de culture cellulaire. Les porcs pèseront environ 50 kg (autour de 3-4 mois d'âge). Cela permet d'étudier les variations de la glycémie chez un animal en croissance, et idéal en terme technique (manipulations et volume de sang).
Mise en place d’une technique de prélèvement de Liquide Céphalo Rachidien chez le mini porc
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
3 mini-porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis gardés vivants et remis en stock. Chaque animal subit un unique prélèvement de liquide céphalo-rachidien sous anesthésie d'environ quarante minutes, avec un risque de désordre physique ou neurologique si le geste est mal réalisé. Le porteur met au point cette technique de prélèvement en vue de futures études sur le passage de la barrière hémato-encéphalique. Il affirme qu'il est "indispensable" de recourir à l'organisme entier et retient trois porcs comme minimum pour maîtriser le geste.
Objectifs
L'objectif de ce projet est de mettre en place une technique de prélèvement de liquide céphalo rachidien chez le mini porc. Cela sera necessaire dans le cadre de futures études pour vérifier le passage de la barrière hémato encéphalique des produits qui seront testés.
Bénéfices attendus
Il est nécessaire de conduire ce projet pour mettre au point la technique de prélèvement de liquide céphalo rachidien qui sera utile dans de prochaines études. L'objectif étant de savoir si le produit testé passe la barrière hémato encéphalique.
Procédures
Le prélèvement de liquide céphalo rachidien se fera sur animal anesthésié. La durée de l'anesthésie est estimée à 40 minutes. Il y aura qu'un seul prélèvement par animal. La durée d'un prélèvement est de l'ordre de la minute. Tout geste technique fait à l'animal sera réalisé par un personnel formé avec la présence d'un vétérinaire conformément aux bonnes pratiques vétérinaires et à la réglementation en vigueur. Suite à ce prélèvement, pour le reveil des animaux, il y aura la possibilité d'héberger les animaux en individuel si besoin. Si c'est le cas la durée de l'hébergement individuel sera de courte durée, estimée à une heure environ.
Impact sur les animaux
Le prélèvement de liquide céphalo rachidien est un prélèvement bien spécifique. Il faut éviter que ce prélèvement soit contaminé par du sang. Ce prélèvement sera effectué par un personnel formé et de manière conforme à la réglementation en vigueur, selon les bonnes pratiques vétérinaires. Ce prélèvement se fera sous anesthésie générale de l'animal. Le risque dans ce projet est que le prélèvement de LCR soit mal fait et que cela entraine un désordre physique ou neurologique chez l'animal. Pour cela les animaux seront observés au minimum une fois par jour, et plusieurs fois par jour aprés le prélèvement de LCR ( minimum 2 fois). Le recours à des analgésiques est possible si nécessaire. Toutes décisions sur l'animal sera prise en accord avec le vétérinaire désigné.
Devenir
Tous les animaux seront gardés en vie et retourneront dans le stock.
Remplacement
L'objectif de ce projet est de mettre au point la technique de prélèvement de liquide céphalo rachidien chez le miniporc. Il est indispensable de recourir à l'animal dans son ensemble pour ce type de projet.
Réduction
Dans ce projet le nombre d'animaux requis est 3. C'est le nombre d'animaux minimum pour pouvoir maitriser le geste technique.
Raffinement
Les animaux seront hébergés par groupe de 3. Dans les hébergements, une attention particulière sera portée à l'enrichissement du milieu. Présence de jouets type, balles, cordes seront présent au sol. Les animaux seront observés quotidiennement, et au minimum deux fois par jours aprés le prélèvement de LCR. Si besoin les animaux seront placés en hébergement individuel si c'est nécessire pour la phase de réveil.
Choix des espèces
Espèce de choix pour ce type d'étude Jeune adulte . A ce stade les animaux sont plus facile à manipuler.