Cochons
Calibration d’une méthode non invasive par ondes électromagnétiques (radar) pour le phénotypage de la composition corporelle des porcs
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
Estimer les teneurs en muscle et en gras, l'un des critères de paiement des carcasses aux éleveurs : 21 cochons de 30, 70 et 115 kg vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils sont immobilisés au panneau ou, pour les plus lourds, au lasso, puis anesthésiés par injection intramusculaire avant de passer une fois au scanner à rayons X et une fois sous le prototype radar, en moins de vingt minutes. Le porteur identifie la contention comme la nuisance principale, "la plus stressante et douloureuse pour l'animal", et précise que les cochons sont anesthésiés plutôt que tués pour éviter la raideur cadavérique et conserver les rythmes cardiaque et respiratoire. Le projet est enregistré sous la finalité bien-être animal, et les cochons retournent ensuite dans leur case d'élevage.
Objectifs
L'objectif du projet est de développer une méthode rapide et sans contact pour l'estimation de la composition corporelle du porc. La connaissance de la composition corporelle, à savoir les teneurs en muscle et gras, est essentielle à tous les niveaux dans le cadre de l'élevage porcin. La composition en muscle est, avec le poids, un des critères de paiement des carcasses aux éleveurs. Par ailleurs, le suivi de la composition corporelle fait partie des éléments permettant d’adapter l’alimentation des animaux pour assurer les performances de croissance, la qualité de la lactation pour les mères et aussi la santé des animaux. Afin de répondre à ce besoin, de nombreuses méthodes d’estimation de la composition corporelle sur l’animal vivant ont été mises au point et utilisées depuis plusieurs décennies (exemple : échographie, imagerie par rayons X ou IRM …). Cependant aucune n’est à la fois précise, peu coûteuse, rapide et ne nécessitant pas de contention ou d’anesthésie. Il est donc nécessaire d'améliorer les méthodes existantes, voire d’en développer de nouvelles, grâce à des outils méthodologiques modernes. L'objectif de ce projet est de mettre au point et de calibrer, grâce à une mesure de référence, une nouvelle méthode d'estimation in vivo de la composition corporelle chez le porc. Cette méthode se veut rapide et peu coûteuse, et ne nécessite ni anesthésie ni contention et potentiellement aucun contact avec l'animal. Cette nouvelle méthode en cours de développement consiste en l'utilisation d'ondes électro-magnétiques (radar). L'objectif est d'établir les relations entre les mesures réalisées avec le prototype et celle réalisée au scanner à rayon X (CT scan). Le CT scan permet de mesurer sur l’animal vivant mais anesthésié la composition corporelle de façon rapide et non-destructive et est reconnu comme une référence pour ce type de mesure.
Bénéfices attendus
Ce projet est une validation et une calibration de prototype. Les données obtenues lors de ce projet seront utilisées pour établir les équations reliant les mesures par ondes radar à la composition corporelle en utilisant les données de composition corporelle estimée par CT-scan comme référence. Ce prototype sera ensuite affiné pour proposer à moyen terme un appareil de mesure adapté aux mesures en élevage sur animaux vivants non anesthésiés. L'objectif à terme est de proposer un dispositif permettant d'obtenir en élevage expérimental ou commercial des données de composition corporelle sur les porcs par une mesure à distance, sans contention et automatique.
Procédures
Les animaux seront anesthésiés pour être scannés par un scanner à Rayons X puis par onde radar. Chaque animal ne passera qu'une fois dans chaque appareil de mesure. Le temps des deux mesures et de la manutention ne dépassera pas 20 minutes.
Impact sur les animaux
Il y a trois nuisances identifiées dans ce protocole. La première est la contention de l'animal pour l’administration de l’anesthésie. Si les animaux des stades 30 kg voire 70 kg peuvent être immobilisés au moyen d'un panneau, au stade de 115 kg la contention peut nécessiter d’utiliser un lasso de contention. C'est vraisemblablement la principale nuisance et la plus stressante et douloureuse pour l'animal. Cependant, c’est la seule méthode possible pour des animaux lourds, à la fois pour la sécurité de l'opérateur mais aussi pour la qualité de l'injection et donc de l'anesthésie ; une anesthésie incomplète peut générer un stress chez l'animal. La deuxième nuisance est l'utilisation d'une aiguille et l'injection des produits anesthésiants. Toute piqûre ainsi que l’injection des produits eux-mêmes pour l'animal sont des actes douloureux. Enfin, durant l'anesthésie, rarement, l'animal peut ressentir de l'inconfort, des spasmes et parfois une difficulté respiratoire.
Devenir
Les mesures étant non invasives, la seule perturbation à l'élevage normal de ces animaux est cette prise de mesures avec anesthésie. D'expérience, cette procédure n'a pas d'incidence sur la vie de l'animal donc il est replacé dans ses conditions normales d'élevage à la fin de la procédure.
Remplacement
Afin de mesurer une composition corporelle, le projet ne peut être mené que sur un animal. En amont de cette expérimentation, le prototype d'appareil de mesure par onde electro-magnétiques (radar) a d'abord été testé sur des modèles non biologiques mimant les propriétés des tissus appelés "fantômes" (gels, liquides, plastiques), puis récemment sur des pièces bouchères (« dos de porcs découpés »). L’étape suivante est donc la mesure sur animal vivant. Les animaux sont anesthésiés au lieu d’être euthanasiés afin d’éviter la raideur cadavérique pour les manipulations des animaux dans les dispositifs (positionnement des pattes par exemple) mais aussi pour conserver les rythmes respiratoires et cardiaques qui peuvent avoir un effet sur les mesures.
Réduction
Le nombre de 21 animaux soit 7 par stade est le minimum que l'on puisse utiliser pour établir une relation relativement fiable entre les deux méthodes de mesures. De plus, nous considérons que la relation entre les deux techniques de mesure peut être indépendante du stade de l'animal. Nous vérifierons l’absence d’effet du stade sur la relation.
Raffinement
Les animaux bénéficieront d'un suivi pendant l'expérimentation de techniciens en expérimentation animale formés à l'éthique. Le suivi de l'expérimentation sera assuré par un ingénieur d'études et une vétérinaire formés aux exigences de l'expérimentation et sensibilisés fortement au bien-être animal. L'anesthésie par injection intramusculaire est la méthode la plus simple à réaliser et la moins invasive. Un soin tout particulier sera apporté à la contention. La contention au panneau sera réalisée en limitant le stress et sans douleur pour l'animal. Quant à la contention au lasso pour les animaux les plus lourds, elle sera la plus brève possible. La contention et le transport pendant l'anesthésie seront réalisés avec un matelas à dépression utilisé sur les humains. Cela a pour effet de limiter l'inconfort de l'animal et d'assurer une manutention sans risque pour l'animal et les opérateurs. L’animal est surveillé pendant l’anesthésie. Une attention particulière sera prise au chauffage (chauffage d’appoint si nécessaire) des zones de mesure et de la case de réveil car l’anesthésie ralentit la thermorégulation. Le réveil de l’animal est surveillé et il retournera dans sa case d’origine une fois pleinement conscient et mobile.
Choix des espèces
Le projet consiste à évaluer la méthode de mesure de la composition corporelle par la méthode radar à des fins de recherche mais aussi éventuellement commerciales sur l'espèce porcine. 3 stades de développement ont été choisis : 30, 70 et 115 kg. 7 animaux de chaque stade seront utilisés. Ces trois stades ont été choisis car cela coïncide globalement avec le début, le milieu et la fin de la croissance au cours de laquelle la composition corporelle change fortement. Cela permet d'avoir la variabilité souhaitée pour établir les relations entre la composition corporelle et la mesure radar, mais aussi de vérifier que cette relation n’est pas dépendante du stade, ce qui est notre hypothèse. Si cela était le cas, une étude complémentaire serait nécessaire.
Formation du personnel à l’anesthésie et mise au point d’un protocole de suivi anatomique et fonctionnel par IRM chez le cochon
- Formation professionnelle
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Six des douze cochons repartiront vivants chez leur fournisseur, les six autres seront tués après leur deuxième IRM puis serviront à des formations à l'autopsie et à l'entraînement chirurgical sur cadavre. Les douze animaux vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, soumis jusqu'à deux fois à une anesthésie pouvant durer six heures, espacée d'au moins deux jours. Le projet ne produit aucune connaissance sur les cochons eux-mêmes, il sert à former le personnel de l'établissement à l'anesthésie, à l'analgésie et au réveil, et à caler un protocole d'imagerie. Le porteur juge l'usage d'animaux vivants "indispensable" à cette formation et inscrit le projet au crédit de la réduction et du raffinement, puisqu'un même cochon peut passer deux examens.
Objectifs
Le projet vise à établir un protocole de suivi anatomique et fonctionnel non invasif du cochon par Imagerie par Résonance Magnétique (IRM). Pour de nombreux projets, un suivi anatomique et fonctionnel de certains organes se révèle nécessaire. L’IRM est un outil non invasif doté d’une résolution spatiale importante permettant une caractérisation anatomique précise des organes d’intérêt. Outre sa fonction anatomique, il permet également de suivre des fonctions précises de ces organes. L’obtention d’images de qualité nécessite cependant l’absence de mouvement du sujet étudié. Dans le cadre de l’expérimentation animale, l’anesthésie se révèle donc indispensable pour l’acquisition de ces images. Il est donc nécessaire que le personnel de l’établissement utilisateur soit formé à l’anesthésie/analgésie, ainsi qu’au suivi de constantes physiologiques des animaux. Le cochon est un modèle particulièrement pertinent pour beaucoup de recherche, sa physiologie étant proche de celle de l’homme. Notre objectif est double : former le personnel à la prise en charge de cochons du point de vue de l’anesthésie, de l’analgésie, du suivi de constantes et du réveil, ainsi que de mettre en place un protocole d’acquisition d’images IRM sur le cochon.
Bénéfices attendus
Ce projet aura pour principal bénéfice d’établir un protocole d’acquisition IRM standardisé en participant à la formation des personnels de l’établissement utilisateurs aux procédures d’anesthésie, analgésie, au réveil, ainsi que suivi de constantes physiologiques des animaux. De ce point de vue, nous estimons pouvoir agir sur les items Réduction et Raffinement de la règle des 3R. La Réduction est permise par l’accès à un suivi temporel facilité de l’animal. L’examen étant non-invasif, un animal peut faire l’objet de deux acquisitions, en respectant une période de récupération inter-anesthésie, réduisant ainsi le nombre d’animaux nécessaire. Le Raffinement est favorisé par la nature non-invasive et atraumatique de cet examen d’imagerie et par une formation adaptée du personnel à la bonne conduite des procédures expérimentales, limitant ainsi autant que possible le stress des animaux que ce soit pour ce projet ou pour de futurs projets.
Procédures
Les animaux (n=12) seront soumis à un protocole d’anesthésie/analgésie dans le but de faire des acquisitions d’image IRM pour une durée de 6 h maximum. Ce protocole sera réalisé au maximum deux fois par animal avec espacement de 2 jours minimum (un jour de repos complet minimum entre les deux acquisitions).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables potentiels pour les animaux sont principalement lié à l’anesthésie : faiblesse après le réveil, stress, déshydratation ou baisse d’appétit dans les heures qui suivent l’anesthésie. La procédure d’IRM étant non invasive, aucun effet indésirable liée à celle-ci n’est attendu.
Devenir
Les animaux (minipigs) seront gardés en vie et rendu au fournisseur sur avis du vétérinaire ou du responsable du projet. Les animaux (porcs fermiers) seront euthanasiés après la deuxième IRM. Ces animaux serviront pour des formations à l’autopsie et à l’entrainement au geste chirurgicaux sur animaux euthanasiés.
Remplacement
L’utilisation d’animaux vivant est indispensable à la formation à l’anesthésie, analgésie, suivi de constante et réveil, qui, par définition, se réalisent sur animal vivant. La mise en place du protocole d’acquisition d’image nécessite lui aussi l’utilisation d’animaux vivant.
Réduction
Ce projet se justifiant d’un point de vue scientifique et de formation, le nombre d’animaux a été limité au minimum assurant la formation du personnel compétent pour suivre le tutorat du vétérinaire désigné de l’établissement utilisateur. Nous estimons que l’utilisation de 12 animaux permettra aux personnels actuels et futurs d’être formés. L’acquisition d’IRM étant non-invasive, elle pourra être réalisée deux fois par animal avec un délai de récupération de 2 jours minimums. La réalisation de l’imagerie deux fois par animal permets de réduire le nombre total d’animaux nécessaires.
Raffinement
Tous les animaux sont hébergés par 2. Chaque cage bénéficiera d’un enrichissement adapté (corde naturelle, rondins de bois non traités, chaînes métalliques, jouets en plastique). Les animaux seront dirigés et gardés contre les grilles du box par des plaques de tirage pour porc pour l'anesthésie et l'analgésie. Une attention particulière sera apportée au maintien de leur température corporelle pendant l’anesthésie. Les animaux seront maintenus à la table d’examen par des blocs de mousse et des sangles pour éviter toute chute. Des points limites précoces seront appliqués pour éviter toute souffrance (absence de reprise d’alimentation ou d’abreuvement ; immobilité persistante ; comportement anormal ou signes de mal être persistants malgré les traitement décidé par le vétérinaire).
Choix des espèces
Le porc a été choisi pour ce projet en raison de son anatomie et de sa physiologie comparable à l’humain. Étant donné que ce projet a une vocation de formation du personnel sur la gestion de l’anesthésie/analgésie, il est pertinent de le réaliser sur une espèce souvent utilisée en recherche pour sa proximité biologique avec l’humain.
Evaluation de la biotransformation du PFOB chez le porc
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Sept prélèvements de sang en trois semaines après une injection unique de dérivés perfluorés : 16 cochons juvéniles vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. L'objectif déclaré est de savoir si le PFOB commercial, employé comme agent de contraste ou substitut sanguin, aboutit à la présence de PFOA dans le sang. Le porteur reconnaît que l'effectif de quatre animaux par groupe n'a pas été calculé et repose sur le caractère semi-quantitatif de l'étude. Les cochons ne peuvent pas être gardés en vie parce qu'ils risqueraient d'excréter ces PFAS dans l'environnement, et l'espèce a été retenue pour sa masse graisseuse où ces composés s'accumulent.
Objectifs
Le bromure de perfluorooctane (PFOB) est un liquide utilisé pour de nombreuses applications médicales comme agent de contraste, comme substitut sanguin ou comme agent principal lors de ventilation liquidienne totale. En raison de son processus de synthèse industrielle, le PFOB dans sa forme commerciale peut contenir des résidus d’iodure de perfluorooctane (PFOI) ou de perfluorooctane hydroxylé (PFOH). Ces deux composés pouvant potentiellement se transformer lentement dans l’atmosphère, en présence d’un rayonnement infrarouge, en acide perfluorooctanoïque (PFOA) qui est un composé dérivé des substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées (PFAS), il est nécessaire de savoir si le PFOB commercial peut aboutir à la biosynthèse de PFOA in vivo. Cela permettra d’évaluer le potentiel toxique de ce composé commercial sur les patients traités et d’envisager éventuellement une stratégie de purification du PFOB commercial. Ces substances sont en effet aujourd’hui au centre des préoccupations en termes de toxicologie pour leur persistance dans l’organisme. Leur demi-vie d’élimination est en effet très longue (plusieurs années pour le PFOA) et ils peuvent présenter une toxicité hépatique. L’objectif est donc d’évaluer si le PFOB commercial peut aboutir à la présence de PFOA dans le sang et de déterminer l’origine (PFOB, PFOI et/ou PFOH) de ce PFOA éventuel. Un objectif secondaire de cette étude est de déterminer les paramètres pharmacocinétique de ces molécules dans le sang des animaux. Pour cela, les animaux recevront une injection de PFOB commercial ou une injection de PFOB pur ou une des deux impuretés principales (PFOI et PFOH) purs. Chez ces animaux, le PFOB, PFOI et PFOH et la présence de PFOA seront ensuite dosé toutes les semaines dans le sang pour déterminer si le PFOB commercial peut mener à la production de PFOA et l’origine de cette production de PFOA.
Bénéfices attendus
Nous évaluerons la présence de PFOA dans les 4 groupes afin d’évaluer la cinétique de biotransformation éventuelle en PFOA des différentes molécules injectées.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à une injection intraveineuse unique de dérivés perfluorés dilués dans 1ml et à des prises des sang régulières (7 prélèvements de sang sur 3 semaines). La durée de l’injection sera de l’ordre de quelques secondes.
Impact sur les animaux
Les composés dérivés des PFAS sont des molécules présentant une toxicité très chronique (plusieurs années). La durée d’étude du présent protocole rend très improbable l’observation du moindre effet clinique des composés utilisés. Néanmoins, lors de l’injection si un effet délétère est observé (crise convulsive) alors nous considérerons cette observation comme un point limite et l’animal sera mis à mort.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort en fin de protocole, en effet, les composés administrés appartiennent à la classe des PFAS et peuvent constituer un risque de pollution environnementale. Il n’est donc pas possible de garder les animaux en vie en raison du risque d’excrétion de ces molécules dans l’environnement
Remplacement
La pharmacocinétique est une science intégrant l’ensemble de l’effet des organes sur le devenir des molécules. Il est donc impossible de reproduire l’intégralité des phénomènes pharmacologiques ou toxicologiques in vitro (absence de Remplacement possible). L’étude de la biotransformation de molécules doit se faire in vivo, en utilisant des animaux à des fins scientifiques.
Réduction
Afin de mesurer la présence ou non de PFOA et d’établir des critères permettant de caractériser la pharmacocinétique, le projet sera constitué de 4 animaux dans chaque groupe. Le nombre d’animaux utilisé n’a pas été calculée mais repose sur le fait qu’il s’agit d’une étude descriptive semi-quantitative pour laquelle le critère primaire est la présence ou non de PFOA dans le sang. Avec ce nombre d’animaux, nous pourrons établir des ordres de grandeur de paramètres pharmacocinétique sans pour autant déterminer précisément leurs valeurs, ce qui n’est pas l’objet du projet. La variabilité attendue d’après les résultats de la littérature est relativement faible et nous estimons que 4 animaux par groupe (2 mâles et 2 femelles) permettront aussi de mettre en évidence des variabilités du métabolisme lié au sexe.
Raffinement
Dès leur arrivée à l’animalerie, les animaux seront hébergés dans des boxes collectifs, par groupes de 4 animaux, avec des copeaux de bois au sol et enrichissement avec des jouets en plastique. Tout au long de l’étude, les animaux seront observés quotidiennement afin de détecter une éventuelle prostration ou une baisse de l’état général. Afin d’éviter que les prises de sang constituent une source de stress trop importante pour les animaux, une sédation sera mise en place. La procédure n’étant pas douloureuse, aucune analgésie n’est envisagée. Lors de l’injection des molécules, si un effet délétère est observé alors nous considérerons cette observation comme un point limite et l’animal sera mis à mort.
Choix des espèces
Notre choix s’est porté sur l’espèce porcine compte tenu de sa proximité avec l’homme (notamment au niveau du métabolisme des xénobiotiques) et de la répartition de sa masse graisseuse qui peut constituer un tissu préférentiel d’accumulation des composés perfluorés. D’autre part, la taille de ces animaux permet de rendre possible des prélèvements sanguins aussi importants qui ne pourraient pas être réalisés chez d’autres espèces plus petites. Nous utiliserons des porcs juvéniles de 30 kg car ce poids facilite la manutention de l’animal et ce jusqu’à la fin du projet en considérant la prise de poids durant 21 jours.
Evaluation préclinique de produits de santé pour la chirurgie des tissus mous – MODIFICATION
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Lapins : 800
Cochons : 800
Chèvres : 160
Moutons : 640
Valider des dispositifs médicaux pour un donneur d'ordre avant leur mise sur le marché : 800 lapins, 800 cochons, 640 moutons, 320 rats et 160 chèvres vont être utilisés, tous tués à l'issue, dont 410 sans reprise de conscience. Chaque animal subit une opération de une heure trente à deux heures trente pour implanter le produit à tester, des prélèvements sanguins et jusqu'à trois séances d'imagerie, avec des transports vers des établissements partenaires. Les effets annoncés vont du défaut d'hémostase aux difficultés respiratoires, en passant par les vomissements, les diarrhées et le sang dans les selles. Le porteur indique que l'usage d'animaux est exigé par la réglementation applicable aux dispositifs médicaux, et que le donneur d'ordre s'engage seulement à ne pas faire refaire un essai à l'identique.
Objectifs
Il s’agit d’un projet de recherche et développement qui vise à étudier la performance (efficacité) de produits de santé utilisés en chirurgie des tissus mous et/ou d’en évaluer la tolérance (sécurité). Il peut s'agir de produits de renforcement abdominaux (prothèse de renforcement), de produits permettant d'arréter les saignements (colle, poudre, compresses...). Ces produits destinés à être mis en contact avec le corps humain doivent être préalablement testés pour garantir la sécurité des patients et l’efficacité lors de l'utilisation clinique. La réglementation exige de prouver l'efficacité des produits de santé et de réduire au minimum le risque de réactions indésirables avant de proposer un produit sur le marché. En ce sens, différents types d’essais peuvent être menés : - Essais de performance : - Essais de screening d’efficacité : Les essais de screening d’efficacité vérifient si la performance d’un produit mérite d’être approfondie ou s’il est nécessaire de mener d’autres études avant de passer aux essais de confirmation de performance. Ces essais sont essentiels dans la stratégie de réduction du nombre total d’animaux utilisés. - Essais de confirmation de performance : Les essais de confirmation de performance sont effectués après validation des essais de screening d’efficacité. Comme leur nom l’indique, ils visent à confirmer les résultats obtenus lors des essais préalablement menés sur un produit. - Essais de tolérance locale : Les essais de tolérance locale évaluent la réaction d’un organisme en contact avec un produit étranger. Dans ce projet, ces essais peuvent être réalisés en complément des essais de performance, sur les mêmes animaux. Les critères d’évaluation à prendre en considération sont définis lors de la rédaction du protocole d’essai. Ce projet pourra se conduire dans plusieurs EU partenaires, afin d'obtenir des résultats d'imagerie spécifique non disponible dans notre EU.
Bénéfices attendus
Ce projet permet d'obtenir des données de performance et de tolérance de produits de santé utilisés en chirurgie des tissus mous. En mimant au plus près l'implantation du dispositif chez les patients, ces études permettront de mieux appréhender la réaction de l’organisme au produit à tester, et ainsi améliorer la sécurité et/ou les performances du produit, avant sa mise sur le marché.
Procédures
Pour l'ensemble des procédures, tous les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale afin d'implanter le dispositif médical à tester (cette intervention chirurgicale peut durer entre 1h30 et 2h30). Cette intervention a toujours lieu sous anesthésie générale (chimique et gazeuse), et analgésie. L’antibiothérapie est ajoutée au cas par cas en fonction de l’invasivité de la chirurgie et des risques infectieux associés. Des prélèvements sanguins peuvent etre réalisés en cours d'étude (en général un prélèvement à la chirurgie et un prélèvement en fin d'étude, d'une durée de quelques minutes). Ceux-ci pourront se faire sous anesthésie ou non, selon le contexte de réalisation de cet acte (en cours de chirurgie, pendant le temps de l’étude ou juste avant l’euthanasie des animaux en fin d’étude). D'autres types d'interventions non douloureuses, de type IRM, scanner ou radiographies pour observer le dispositif en cours d'étude, peuvent être réalisées sous anesthésie légère (en général, en fonction de la durée de l'étude, 1 à 3 sessions d'imagerie peuvent etre envisagées en cours d'étude). L'IRM sera externalisé dans un EU partenaire, la durée de l'intervention est d'environ 1h30.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables pouvant survenir chez les animaux sont, selon les procédures, les suivants : - mise à jeun - stress liés à la chirurgie - perte de poids ou d’appétit liée aux effets de l’anesthésie et/ou de la chirurgie, pendant quelques jours - hématome ou oedème au niveau du site opératoire, pendant quelques jours - défaut d'hémostase (hypotension, pâleur muqueuse, apathie) - défaut d'oxygénation, d'étanchéité de la cage throracique, difficultés respiratoires pendant quelques jours - reflux gastrique, vomissements pendant quelques jours - diarrhées, présence de sang dans les selles pendant quelques jours. Les douleurs post-opératoires peuvent apparaitre et seront prises en charge par des mesures de raffinement. Les animaux recevront une anesthésie fixe afin de réaliser l'imagerie, pouvant induire un stress. Du produit de contraste pourra être injecté grâce à un cathéter en intraveineux. Une légère perte de poids (non systématique) pourrait être observée dans les quelques jours suivant l'anesthésie.
Devenir
Pour répondre aux objectifs de chacune des procédures du projet, des observations post-mortem sont nécessaires. En effet, la sécurité des produits est évaluée en observant la réaction des tissus au contact du dispositif à tester, et ceci se fait par prélèvements des tissus et organes entourant le produit, afin de réaliser des analyses microscopiques (histologie notamment, qui est la meilleure méthode d'évaluation des effets locaux induit par un produit étranger à l'organisme, comme l'inflammation par exemple). De même la performance peut, elle aussi, être évaluée par des tests spécifiques sur les organes et le dispositif prélevé (exemple : tests mécaniques sur des prothèses abdominales pour évaluer la résistance du dispositif). En raison des objectifs des procédures de ce projet, il n'est pas possible de maintenir en vie les animaux utilisés.
Remplacement
A ce jour, il n'existe pas de méthode alternative permettant d’évaluer la performance et la tolérance locale des produits de chirurgie des tissus mous en raison des interactions complexes s'établissant entre le tissus ciblé et le dispositif lui-même. De plus, l’utilisation d’animaux est requise dans la réglementation que doivent suivre les tests précliniques sur les dispositifs médicaux, avant de pouvoir lancer les tests cliniques.
Réduction
Le donneur d'ordre demandant la réalisation de ces tests s'engage à ne pas faire renouveler à l'identique un essai déjà mené précédemment. Par ailleurs pour réduire le nombre d'animaux inclus en étude, il est possible d'utiliser un même groupe "contrôle" (produit dont l'effet est déjà connu), pour plusieurs groupes "test" recevant des produits à tester différents. Les études de screening permettent également de sélectionner un produit test qui présente le plus d'intérêt à être développé, réduisant de ce fait le nombre de tests sur des produits ayant un intérêt moindre. Les études dites "pilotes" sur quelques animaux seulement, peuvent aussi servir à orienter les choix de poursuite de développement d'un produit ou le choix du modèle expérimental le plus approprié (matériel ou abord chirurgical le plus adéquat…), avant d'entamer les études réglementaires à plus grande échelle et devant répondre aux normes en vigueur pour l'élaboration du dossier pour la mise sur le marché (nombre d'animaux minimum, durée de mise en contact minimum, etc).
Raffinement
Pour limiter le stress des animaux, une période d’acclimatation pendant laquelle ils ne subissent aucune manipulation non indispensable est réalisée à leur arrivée dans l’EU. Ensuite, et avant la chirurgie, une période d’habituation aux actes spécifiques est réalisée si nécessaire pour réduire l’aspect anxiogène de ces manipulations (exemples : habituation aux pesées, habituation alimentaire). Des enrichissements sont présents dans l’environnement des animaux (exemple : jouets), et ces mesures sont renforcées en phase post-opératoire (ajout d’enrichissements : pommes dans la litière des porcs, ou friandises dans les jouets, et augmentation de la litière des ovins). Les transports des animaux vers les EU partenaires seront organisés dans le respect du bien-être animal et de la réglementation en vigueur (durée du transport jusqu'à 1h30 en fonction des EU avec ajout de litière et transport en groupe). Un contrôle clinique de chaque animal est réalisé par du personnel qualifié (vétérinaire, technicien ou zootechnicien) au départ et à l'arrivée. Lors des séances d'imagerie externalisées, afin de limiter le stress des animaux, une période de repos adéquate sera instaurée entre la réception des animaux et l'anesthésie et entre le réveil des animaux et le transport retour vers notre EU. La douleur des animaux : la chirurgie est réalisée sous anesthésie et analgésie (à base de morphiniques). En phase post-opératoire, les suivis quotidiens sont renforcés et des soins post-opératoires spécifiques peuvent être mis en place (désinfection des sites chirurgicaux à une fréquence adaptée). Les signes cliniques servant de points limites ont été définis, pour la prise de décision des mesures à mettre en place pour limiter les souffrances. Selon l'espèce, les prises de sang peuvent être réalisées sous anesthésie générale (injectable et/ou volatile, lors d'une phase de chirurgie par exemple), ou sous sédation légère (voir paragraphe sur la liste des médications) avec au besoin une analgésie, afin de maitriser le stress et la douleur potentielle. Les conséquences de l’anesthésie/chirurgie : du gel oculaire est appliqué au niveau de la cornée lors des anesthésies des animaux pour prévenir l'assèchement oculaire. Une attention particulière est portée à la lutte contre l'hypothermie : température de la salle, isolation du sol, couvertures, lampes chauffantes si besoin. En cas de doute, une mesure de la température rectale est réalisée.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie est définie dans les textes de référence. Les produits de petite taille/miniaturisés seront testés préférentiellement chez les rongeurs ou le lapin. Les produits de taille importante seront préférentiellement testés chez le porc ou les ovins/caprins. Lorsque plusieurs espèces répondent aux critères, le choix est arbitré par la durée de l’essai (le long terme: espèces à longue durée de vie). Le stade de développement est exprimé en âge ou en poids. Dans la plupart des cas, l’utilisation d’animaux adultes est recommandée. Le stade de développement est pertinemment sélectionné en fonction de l'utilisation clinique du produit ou de sa taille par exemple. En l’absence d’exigence particulière, l’utilisation d’animaux au stade adulte est privilégiée. Cas particulier des porcs domestiques : étant donné les conditions d’hébergement, le comportement social et la manipulation des animaux, l’utilisation de porcs domestiques en croissance (âgés d’au moins 8 semaines) est la plus appropriée dans ce projet.
Formation à l’implantation de dispositifs de stimulation cardiaque sans sonde sur le modèle porc
- Formation professionnelle
Endormis puis tués sans reprendre conscience, 40 porcs de 65 à 75 kilos vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie générale. Un cathéter est introduit par la veine jugulaire pour déployer un stimulateur cardiaque sans sonde dans le ventricule droit, plusieurs sites d'implantation étant testés sur le même animal grâce à un système de récupération de la capsule. Le porteur écrit qu'il n'y a pas lieu de craindre de complications, le geste se terminant "toujours par l'euthanasie de l'animal". Ces séances ne produisent aucune connaissance, elles entraînent des médecins avant les premières implantations sur des patients, et le porteur juge cette formation impossible sur un autre support.
Objectifs
Le stimulateur sans sonde est un dispositif médical innovant dont l’implantation nécessite une formation dédiée. En plus de l’enseignement théorique, l’implantation sur animaux apparait comme un prérequis à l’implantation humaine. Ce projet est une formation appliquée pour le traitement des maladies chez l’homme.
Bénéfices attendus
Les médecins formés acquièrent une expertise pratique avant d’opérer des patients, réduisant les risques lors des premiers cas humains. En réduisant les erreurs lors des premières implantations cliniques, la formation sur modèle animal contribue directement à la diminution des complications graves liées à une mauvaise implantation.
Procédures
Implantation d’un stimulateur sans sonde sous anesthésie générale L’intervention est réalisée sous anesthésie générale. L’implantation d’un stimulateur sans sonde est réalisée selon les recommandations du constructeur, par utilisation de cathéter porteur dédié, mis en place par voie veineuse jugulaire. Le dispositif sera déployé dans le ventricule droit. Différents sites d’implantation seront testés grâce au système de récupération de la capsule.
Impact sur les animaux
L’injection initiale peut induire une gêne chez l’animal, même si temporaire. Pour le reste, les gestes suivants étant pratiqués sous anesthésie générale accompagnée d’une antalgie efficace, il n’y aura pas de nuisances perçues. Il s'agit d'un geste aigu sous anesthésie générale qui se termine toujours par l’euthanasie de l'animal. Il n'y a donc pas lieu de s'attendre à des complications qui aggraveraient la souffrance de l'animal.
Devenir
En fin de séance et de la procédure qui est sans réveil, l’animal sera euthanasié. La justification est de pour pouvoir réaliser des analyses macroscopiques du coeur et des cavités cardiaques.
Remplacement
Il n’est à ce jour pas possible de réaliser ces formations sur d’autre système, car il est primordial d’avoir une similitude de l’implantation chez le patient, en prenant en compte l’organisme et la physiologie dans son ensemble. De part ces caractéristiques anatomiques et son métabolisme proches de ceux de l’homme, l’espèce porc a été identifiée comme le meilleur modèle pour ce projet d’enseignement.
Réduction
Les sessions d'enseignement auront lieu régulièrement sur le site, avec une partie théorique. Une estimation du nombre d'animaux qui pourra être inclus au maximum est donc proposée en fonction du nombre de session de formation qui pourraient être réalisées. Une utilisation de 40 animaux maximum est donc estimée sur la durée de la demande (5 ans).
Raffinement
La prise en charge du bien-être des animaux se fera durant toute leur prise en charge. Au niveau de leur hébergement (suivi quotidien par le personnel compétent, locaux agréés, enrichissement adapté à l’espèce : groupes sociaux, jeux, nourriture et eau à volonté…), et lors de la réalisation de la procédure, le projet sera réalisé sous anesthésie générale avec une prise en charge optimale de l'animal lors de la session. Des points limites stricts et spécifiques au projet seront mis en place et seront appliqués
Choix des espèces
Parmi les modèles animaux ayant des caractéristiques anatomiques et fonctionnelles proche de l’homme (mouton, porc, chèvre, chien), le porc a été retenu car le modèle est bien décrit et caractérisé et constitue donc une référence dans la communauté scientifique et notamment médical. Le personnel impliqué dans ce projet possède une expertise établie de la gestion de ce modèle animal. Porc entre 5 et 6 mois soit 65 -75 kg afin de représenter au mieux l’anatomie (taille) et la physiologie humaine.
Etude cinétique chez le porcelet d’un biocide après exposition orale
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Dans les élevages porcins, les ammoniums quaternaires servent à désinfecter camions, locaux, abreuvoirs et nourrisseurs sans rinçage, ce qui expose les porcelets dès leur arrivée. 24 porcelets de 28 jours vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, exposés cette fois à des doses connues par leur alimentation. Onze prélèvements de matières fécales sont effectués sur 28 jours, par défécation spontanée ou par écouvillon, et le porteur n'attend qu'une éventuelle diarrhée légère. Aucun porcelet ne sera tué à l'issue, tous étant réutilisés dans une procédure ultérieure, ce que le porteur présente comme une contribution à la réduction du nombre d'animaux utilisés.
Objectifs
Ce projet s’inscrit dans le programme Ecoantibio, qui vise à limiter la sélection et la dissémination de bactéries résistantes aux antibiotiques ou antimicrobiens. Or, pour les pratiques d’hygiène dans les élevages porcins, des désinfectants sont utilisés. Il est reconnu que ces désinfectants, et notamment les ammoniums quaternaires (QAC), peuvent participer indirectement à la sélection et à la dissémination de bactéries résistantes aux antibiotiques. Ces QAC sont utilisés dans le cadre des procédures de nettoyage et de désinfection des camions de transport, des locaux, des abreuvoirs et des nourrisseurs, avant l’arrivée des porcelets (et ne sont pas rincés), ce qui provoque une exposition involontaire des porcelets et de leurs bactéries intestinales (microbiote intestinal). Ainsi, ce projet vise à mieux comprendre comment les populations bactériennes du microbiote intestinal des porcelets se comportent lors d’une exposition maîtrisée (différentes doses connues) aux QAC, et de suivre l’évolution des bactéries résistantes aux antibiotiques, suite à cette exposition, depuis les matières fécales des porcelets jusqu’au moment de l’épandage de ces lisiers dans l’environnement. De plus, un dosage des QAC dans les matières fécales des porcelets, puis dans les lisiers, permettra d’avoir un aperçu des concentrations présentes dans ces matrices suite à cette exposition, et un aperçu de la rémanence de ces molécules.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d'approfondir nos connaissances sur l'évolution des populations bactériennes en lien avec l'exposition aux désinfectants usuels dans les élevages porcins, et de mieux caractériser le rôle de ces désinfectants, et notamment les QAC, dans la perturbation du microbiote intestinal des porcs et la sélection de bactéries résistantes aux antibiotiques. Cela permettra in fine de proposer des pistes pour caractériser et optimiser les procédures d’hygiène en élevage porcin en prenant en compte la problématique de l’antibiorésistance, et d’émettre des recommandations éclairées concernant les pratiques.
Procédures
Durant l'experimentation, une récupération d'échantillons fécaux, soit par défécation spontanée, soit par stimulation avec un écouvillon sera effectuée régulièrement chez tous les animaux. Onze prélèvements de ce type auront lieu sur une période de 28 jours. La durée de cet acte ne dépassera pas 3 à 5 minutes.
Impact sur les animaux
L’administration des QAC sera faite via l’alimentation à des doses ne provoquant pas d’effets indésirables cliniques. Eventuellement une légère diarrhée pourra être observée. Les prélèvements de féces n’engendreront qu’une légère contention qui pourra être source d’angoisse mais qui sera brève.
Devenir
Les animaux seront réutilisés dans une future procédure car la procédure effectuée sur ces animaux est légère. Cette réutilisation permettra de contribuer à la réduction (régle des 3R) du nombre d'animaux utilisés à des fins scientifiques, en évitant d'avoir recours à de nouveaux animaux.
Remplacement
En ce qui concerne l’étude de l’émergence ou sélection de bactéries/supports de la résistance aux antimicrobiens, il n’existe pas de modèle in vitro suffisamment développé et performant permettant de reproduire l’environnement complexe du tube digestif et du microbiote intestinal afin d’étudier les conséquences d’une exposition aux ammonium quaternaire et de prédire les niveaux de concentrations retrouvées. De plus, le remplacement partiel n’est pas possible car il s’agit de l’espèce cible de cette exposition (involontaire) aux biocides en élevage.
Réduction
Nous avons réduit au minimum le nombre de porcelets par groupe (6 animaux), à savoir 24 porcelets répartis dans 4 groupes ce qui permetra d’estimer correctement la variabilité inter-individuelle pour les concentrations fécales de QAC grâce à un modèle mathématique. Cela sera nécessire également pour obtenir la puissance statistique suffisante pour comparer la composition du microbiote entre les groupes.
Raffinement
À leur arrivée, les animaux auront une période d’acclimatation d’une semaine. Les animaux seront hébergés par groupe de 3 animaux dans des box sur caillebotis. Les cloisons en plexiglas transparentes entre chaque case permettent un contact visuel et olfactif entre les autres groupes voisins. Des jouets seront mis à disposition : balle, ainsi que jouets à mâcher suspendus. Une surveillance quotidienne du comportement et de l’état général des animaux sera effectuée, au regard de leur consommation d’eau, de leur alimentation, et en effectuant des mesures du poids.
Choix des espèces
Nous avons fait le choix d'utiliser des animaux similaires à ceux utilisés en élevage agricole afin de se rapprocher le plus possible des pratiques du terrain et avoir des résultats plus concrets. Les porcelets utilisés auront 28 jours. Ce stade correspond au passage au post-sevrage du porcelet, ce qui correspond à une exposition forte des animaux dans les élevages conventionnels aux biocides utilisés pendant les phases de désinfection des bâtiments, qui ont lieu quelques jours/heures avant le passage des animaux à la phase d’engraissement.
Réalisation d’études de pharmacocinétique chez les espèces non-rongeurs (chiens, miniporcs et primates non-humains)
- Formation professionnelle
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Cochons : 75
Macaques à longue queue : 150
Déjà utilisés dans d'autres projets chaque fois que le produit testé le permet, 75 chiens, 75 miniporcs et 150 macaques à longue queue subissent des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Le protocole prévoit six à huit prélèvements sanguins le premier jour, puis quotidiens pendant trois jours et bihebdomadaires ensuite, sur des études qui durent de 3 à 28 jours. S'y ajoutent des ponctions de liquide céphalorachidien sous anesthésie, des biopsies de peau, de muscle, de moelle osseuse ou de ganglion, des isolements en cage à métabolisme jusqu'à seize heures, et parfois la pose chirurgicale de cathéters. 205 animaux sont réutilisés, 25 adoptés et 70 tués, le porteur classant les options par ordre de préférence : réutilisation, replacement en laboratoire, puis adoption chez des particuliers pour les chiens et les miniporcs, en sanctuaire pour les macaques.
Objectifs
Dans le processus de développement des médicaments, après avoir démontré l’efficacité des molécules candidates sur des modèles in vitro, il convient de préparer au mieux le passage aux études chez l’Homme. Pour ce faire, la molécule doit être caractérisée et son métabolisme défini. Si bon nombre de métabolites peuvent être identifiés dans des modèles cellulaires, leur quantification passe souvent par des modèles animaux plus représentatifs de la physiologie. Par ailleurs, la cinétique et l’élimination du produit parent et/ou de ses métabolites doivent être caractérisées pour anticiper au mieux les doses et formulations à administrer aux futurs volontaires sains ou patients. C’est l’objet des études de pharmacocinétique, conduites en première intention sur des espèces rongeurs, puis sur l’espèce non-rongeur la plus appropriée en fonction du métabolisme et de la cible du produit testé. Tous les candidats médicaments devant être testés chez l’Homme doivent passer par ces étapes de caractérisation pharmacocinétique. Ces résultats permettent donc de comparer l’intérêt et le potentiel des différents candidats médicaments d’un même projet et de choisir au mieux l’espèce la plus représentative du métabolisme humain pour l’utiliser dans le développement préclinique, puis de faciliter l’extrapolation des doses actives et toxiques avant passage en phases cliniques. Le choix de l’espèce reste conditionné par le mécanisme d’action de la substance étudiée et doit répondre aux directives réglementaires internationales.
Bénéfices attendus
Les profits de ce projet sont destinés à la santé humaine. Les analyses des concentrations de candidats médicaments contenus dans les échantillons prélevés chez l’animal sont utilisés pour quantifier les expositions en fonction des doses administrées et des voies choisies. Il est ainsi possible de savoir dans quelles conditions d’administration les concentrations efficaces attendues sont atteintes. Elles permettent également d’identifier les voies de métabolisme des produits et de quantifier la durée de présence, et donc d’activité des produits. Ces informations quantitatives sont utilisées par des modélisateurs pour calculer les doses à administrer chez l’Hhomme, en tenant compte des effets indésirables observés dans les études de toxicité menées en parallèle. Ces simulations répondent à des exigences réglementaires permettant d’assurer le meilleur déroulement des phases de développement clinique.
Procédures
Les prélèvements sanguins sont réalisés sur animaux vigiles, sur des durées d’études de 3 à 28 jours selon les produits testés. Le nombre de prélèvements sanguins est de l’ordre de 6 à 8 lors de la première journée de l’étude, puis s’espace avec un rythme de prélèvements quotidiens pendant les trois jours suivants, puis environ deux fois par semaine pour les durées d’études les plus longues. Chaque phase de prélèvement ne dure que quelques minutes sur des animaux vigiles. Les prélèvements de liquide céphalo-rachidien peuvent aussi être réalisés, sous anesthésie générale et à raison de 2 prélèvements maximum pour la première journée, puis un ou deux prélèvements plus espacés à partir du deuxième jour (pas plus d’un par jour). Les prélèvements urinaires sont effectués sur animaux vigiles, en isolant les animaux dans des cages à métabolisme pendant 4 à 16 heures. Ces prélèvements sont réalisés une fois dans les deux premiers jours de l’étude, avec un ou deux recueils pendant la période d’isolement. Les prélèvements de tissus sont réalisés sous anesthésie et les conditions sont définies par les bonnes pratiques d’anesthésie, d’analgésie et de chirurgie. Elles sont supervisées par un vétérinaire qui assure le choix d’anesthésie le plus approprié (locale ou générale). Ces interventions durent entre 30 et 60 minutes, induction de l’anesthésie comprise. Pour faciliter les prélèvements et les rendre moins stressants, il peut être décidé d’implanter des cathéters veineux ou céphalo-rachidiens au cours d’une opération chirurgicale environ deux semaines avant le début de l’étude, permettant de compléter les soins post-opératoires et la récupération de l’animal. La durée d’intervention sous anesthésie générale-analgésie est alors d’environ une à deux heures.
Impact sur les animaux
La phase d’administration des produits peut générer une phase d’inconfort léger et transitoire (les doses prévues dans ce projet ne sont pas censées induire des effets indésirables notoires). L’inconfort est limité par le respect des bonnes pratiques d’administration et le soin pris la sélection des doses et à leur bonne condition de formulation. Ces études étant souvent les premières où les produits sont administrés aux non-rongeurs et malgré le soin pris à sélectionner les formulations, il peut être observé dans de rares cas des réactions de type allergique. Elles sont alors atténuées par l’utilisation de traitements spécifiques sous contrôle et avis vétérinaires. La phase de prélèvements, notamment quand ils sont répétés, peut générer du stress et de l’inconfort. Le suivi des constantes physiologiques (température …) assure une maitrise de ces effets. Les pratiques de prélèvements de tous petits volumes sont privilégiées et les volumes totaux sont toujours ajustés au strict minimum nécessaire. Si des cathéters sont implantés pour faciliter l’accès aux vaisseaux lors de prélèvements répétés, la phase chirurgicale peut provoquer une phase inflammatoire ou douloureuse, gérée par le respect des bonnes pratiques de chirurgie et d’analgésie. Les animaux peuvent également être commandés déjà implantés. Parmi les prélèvements particuliers, les biopsies tissulaires nécessitent des phases d’anesthésie ou de chirurgie de suivi pour garantir des cicatrisations sans inconfort via un suivi vétérinaire soigneux. Les prélèvements urinaires peuvent nécessiter des phases d’isolement, et donc de stress pour des animaux hébergés en groupe. Le contact visuel et olfactif avec les congénères est assuré, et la durée de l’isolement est limité à 16 heures.
Devenir
La réutilisation est l’option préférentielle, et elle peut être envisagée à plusieurs reprises, notamment pour les petites molécules qui ne déclenchent pas de réaction d’auto-immunité. La réutilisation peut aussi être envisagée dans d’autres projets scientifiques de l’établissement utilisateur. Lorsque la réutilisation n’est plus possible (cumul de procédures ou conditions d’âge et/ou de poids incompatibles), les options sont toujours envisagées dans le même ordre : replacement dans d’autres laboratoires, puis campagne d’adoption (chez des particuliers pour les chiens et les miniporcs, dans un sanctuaire pour les primates non-humains).
Remplacement
Si bon nombre d’évaluations sont effectuées sur des modèles cellulaires ou même par simulation sur ordinateur et in silico, l’utilisation de modèles animaux incluant des processus physiologiques non reproduits sur des cellules sont nécessaires pour l’estimation de la dose et l’optimisation des formulations administrables à l’Homme ainsi que l’identification et la quantification de métabolites pouvant générer des effets indésirables. Les études de ce projet sont régulièrement précédées de tests cellulaires qui évaluent et comparent le métabolisme des produits sur des hépatocytes humains et animaux pour s’assurer du choix de l’espèce la plus appropriée. Ces études préalables permettent également d’écarter les candidats médicaments les moins prometteurs, en réduisant ainsi le nombre d’études animales nécessaires pour choisir le meilleur candidat.
Réduction
Chaque fois que cela est compatible avec la nature du produit testé, les animaux inclus dans ce projet ont déjà été utilisés dans un autre projet. Leur réutilisation ultérieure est également considérée à la fin de chaque étude. L’objectif est de décrire le profil d’exposition aux produits et les résultats sont exprimés sous la forme de concentration maximale et de durée d’exposition. Le nombre d’animaux repose donc sur le minimum nécessaire pour obtenir des résultats fiables, avec une base de trois animaux par groupe dans la plupart des cas. Par contre, lorsque plusieurs doses ou plusieurs voies d’administration doivent être testées, il est proposé chaque fois que possible d’utiliser les mêmes animaux pour les différentes administrations, limitant ainsi le nombre d’animaux par étude.
Raffinement
Pendant les études, les mesures suivantes font partie des procédures opératoires : -Enrichissement du milieu (musique, aire de jeux, jouets et récompenses), -Maintien de groupes sociaux, -Entraînement et/ou renforcement positif (déplacements des animaux collaboration aux gestes techniques …), -Habituation des animaux aux conditions expérimentales (bruit de la tondeuse, mise en hamac, salle de procédure, table d’examens…), -Observations post-administration pour détecter tout effet indésirable, -Administration sur un premier animal décalé pour un produit ou une dose testée pour la première fois. Pour les prélèvements de sang, les pratiques visant à utiliser les plus petits volumes possibles sont privilégiées. Les prélèvements sanguins et urinaires peuvent nécessiter des isolements temporaires hors du groupe afin de respecter les temps de prélèvements. Ces isolements sont limités au strict minimum et les animaux conservent un contact visuel et olfactif. Les prélèvements de liquide céphalo-rachidien ou les biopsies (peau, muscle, moelle osseuse, ganglion …) sont réalisés sous anesthésie avec une analgésie adaptée. Les prélèvements cutanés sont réalisés dans des conditions d’asepsie chirurgicale, mais peuvent néanmoins engendrer une douleur pendant la période de cicatrisation et en cas d’infection ou d’inflammation des plaies post-prélèvement. Tout signe de douleur entrainera l’utilisation d’une couverture analgésique. Les mêmes traitements sont prévus après les implantations de cathéters, et sont renforcés par les soins post-chirurgicaux d’antisepsie.
Choix des espèces
Les différentes espèces choisies sont liées aux modèles utilisés dans les projets de recherche. Ces espèces sont sélectionnées pour répondre aux exigences de la règlementation en vigueur (préparation des études de toxicologie), soit par les chercheurs afin de développer, de raffiner ou de calibrer différents tests ou procédures. Ce choix est également basé sur la présence de la cible pharmacologique dans l’espèce étudiée et sur les espèces les plus représentatives de l’Homme d’un point de vue métabolique (chien, miniporc et primate non-humain). Des animaux génétiquement altérés peuvent être utilisés afin de bénéficier de l’inactivation ou de la surexpression de gènes d’intérêt dans certains projets scientifiques Dans la très grande majorité des cas, les animaux utilisés sont de jeunes adultes, permettant de garantir un métabolisme mature et non encore affecté par le vieillissement. Ce sont les mêmes types d’animaux que ceux qui seront utilisés par la suite lors des études de sécurité réglementaire.
Détermination de la biodistribution de nouveaux colorants fluorescents et formation chirurgicale au prélèvement utérin sur modèle porcin en vue du prélèvement utérin sur donneuse en état de mort encéphalique.
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
L'entraînement de chirurgiens au prélèvement d'utérus en vue de greffes humaines conduit à opérer 15 truies sous anesthésie et à les tuer avant tout réveil. Un tranquillisant intramusculaire, un cathéter à chaque oreille et une injection d'anesthésique précèdent l'administration d'un colorant fluorescent dont on veut vérifier qu'il s'élimine par le rein plutôt que par le foie. L'utérus est ensuite prélevé, geste qui ne permet pas de laisser l'animal en vie, avec risques de plaie urologique, de plaie digestive et d'hémorragie aiguë en cours d'intervention. Le porteur affirme qu'aucune simulation ne peut se substituer à cet entraînement, qu'il décrit comme un "pré-requis à l'ouverture de tout nouveau centre de transplantation utérine".
Objectifs
Les colorants spécifiques en mesure de cibler sélectivement une zone d’intérêt chirurgical sont une innovation pour améliorer le traitement des patients. Récemment, une nouvelle formulation de colorant pouvant potentiellement modifier le mode d’élimination des colorants a été mise au point, en passant d’une voie d’élimination par le foie à une voie d’élimination par le rein. Un tel produit permettrait de visualiser en temps réel et par fluorescence le système urinaire du patient en cours de chirurgie et d’éviter de graves complications chirurgicales du système urinaire. Pour les patientes atteintes d’une infertilité utérine absolue, les moyens d’accéder à la parentalité sont limités. La Transplantation Utérine (TU), qui connait un essor mondial depuis la 1ère naissance d’un enfant vivant en bonne santé issu de cette technique en 2014, apparaitrait comme une solution intéressante pour les cas d’absence d’utérus ou dans les cas de cancers. A ce jour plus de 80 transplantations utérines ont été réalisées dans le monde et plus de 40 enfants sont nés. Le greffon est issu d’une donneuse vivante ou d’une donneuse en état de mort encéphalique. En France, 3 greffes utérines ont à ce jour été réalisées en France, à partir de donneuses vivantes, conduisant à 2 naissances vivantes chez la même patiente. Ce projet comporte deux objectifs qui seront menés sur les mêmes animaux à des fins de réduction : -après avoir acquis la technique de greffe utérine, de former des chirurgiens dans les centres de greffes. De plus, la conservation de l’utérus sera étudiée. - vérification de l’élimination rénale d’un colorant.
Bénéfices attendus
L’objectif à terme est de pouvoir offrir la greffe utérine chez les patientes atteintes d’infertilité utérine absolue et améliorer la sécurité des chirurgies vasculaires grace au monitoring urinaire par colorant.
Procédures
Les animaux vont subir une injection de colorant et un prélèvement utérin après injection dans le muscle de tranquillisant, la mise en place d’un cathéter à la veine de chaque oreille et de l’injection intraveineuse d’anesthésique et antidouleur. Ensuite l’utérus sera prélevé sous anesthésie et l’animal sera mis à mort.
Impact sur les animaux
- Malgré l’utilisation d’un prolongateur un stress peut être ressenti par l’animal lors de l’injection d’anesthésique pour les prémédications. - Per-opératoire : risque de plaie urologique (uretère, vessie), plaie vasculaire avec hémorragie aigue, plaie digestive.
Devenir
Mise à mort des 15 porcs car la technique de prélèvement de l’utérus ne permet pas de les laisser en vie.
Remplacement
Cette étude permet de définir la biodistribution d'un nouveau composé dans le corps. Le modèle animal vivant est nécessaire pour définir le trajet du produit après une injection dans la circulation sanguine. L’entrainement chirurgical sur modèle de transplantation utérine sur modèle animal est un pré-requis à l’ouverture de tout nouveau centre de transplantation utérine. En effet, une telle intervention ne peut s’envisager sans un entrainement sur un modèle animal dont l’anatomie pelvienne se rapproche de l’anatomie féminine, en particulier sur le plan de la vascularisation comme c’est le cas sur le modèle porcin. A terme, le prélèvement utérin dans le cadre des prélèvements multi organes va s’intégrer au prélèvement des organes vitaux (cœur, poumons, foie…). Il doit donc être réalisé par des chirurgiens entrainés afin de ne pas mettre en péril ces derniers. Par ailleurs, il n’existe à ce jour aucune technique de simulation envisageable afin d’éviter le recours à l’expérimentation animale.
Réduction
L’utilisation des mêmes animaux pour les 2 objectifs permet de diviser le nombre d’animaux utilisés par deux pour la recherche.
Raffinement
Des points limites généraux et adaptés au modèle permettront l’arrêt de la procédure si nécessaire. La sédation sera effectuée à l’aide d’un prolongateur, ce qui permet de réaliser une injection intra musculaire sans contention. Les porcs sont hébergés sans caillebotis et avec de la sciure et du foin et sont promenés dans un espace plus grand que leur cage pour leur permettre de courir.
Choix des espèces
Le porc est un modèle qui présente les mêmes capacités de métabolisation des composés chimiques que l’Homme et qui est couramment utilisé dans le développement de nouvelles techniques chirurgicales en gynécologie, comme l’illustre le développement de la chirurgie robotique. En effet, la vascularisation pelvienne de la truie est similaire à la vascularisation chez la femme. C’est également pour cette raison que cette espèce a été utilisée à plusieurs reprises afin de construire un modèle pré-clinique de transplantation utérine. Les animaux auront entre 12 et 14 semaines soit environ 40 kg, stade le plus précoce sur lequel le projet peut être réalisé (taille des vaisseaux, taille du bassin).
Evaluation de la viabilité des particules virales dans l’air environnant de porcs infectés par un virus Influenza A
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système respiratoire
Tous tués à la fin de la procédure, 8 porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Deux d'entre eux sont infectés par le virus influenza A porcin par voies trachéale et nasale, les six autres étant placés en contact direct ou indirect pour qu'ils s'infectent à leur tour. Chaque animal subit deux prises de sang et treize prélèvements de fluides oraux par lingette mâchée, et l'infection provoque hyperthermie, baisse d'appétit, toux et éternuements pendant la première semaine. Le porteur écarte l'alternative d'un générateur d'aérosols au motif qu'elle ne reproduit pas l'excrétion naturelle, et conclut que la production d'aérosols par les porcs eux-mêmes est "nécessaire".
Objectifs
Le projet vise à produire des connaissances sur la transmission par l’air du virus influenza A porcin provoquant la grippe du porc. L’intérêt porté à ce virus relève de sa forte contagiosité et de sa capacité à se transmettre de l’animal à l’homme. Il induit un impact économique et sanitaire important pour la filière porcine lors d’épidémies. Le protocole expérimental proposé porte sur l’exposition de porcs au virus influenza A. Il s’agit d’évaluer la quantité et la viabilité du virus présent dans l’air ambiant d’une animalerie hébergeant des porcs infectés expérimentalement ou naturellement. Dans la pratique, des collectes d’air seront effectuées quotidiennement sur une période de plusieurs heures à l’échelle de la salle hébergeant trois lots de 8 porcs au total : un lot de deux animaux infectés expérimentalement et deux lots d’animaux en contact direct ou indirect des animaux infectés.
Bénéfices attendus
Les résultats du projet contribueront à évaluer et modéliser les risques d’exposition des animaux, mais également des hommes, en cas de foyer détecté dans un élevage. Ils permettront de proposer des mesures environnementales pour limiter la propagation du virus telles que des stratégies de traitement de l’air, des préconisations organisationnelles, des recommandations quant au port d’équipements de protection individuelle, etc.
Procédures
Deux animaux seront infectés par le virus par voies trachéale et nasale : acte réalisé en moins de 2 min 30. Une prise de sang sera réalisée sur tous les animaux à 2 reprises, acte également rapide (moins de 2 min 30). Tous les animaux seront soumis sur toute la durée de l’essai expérimental à 13 prélèvements de fluides oraux à l’aide d’une lingette mâchée pendant quelques minutes. Ces procédures seront réalisées sur animal vigile.
Impact sur les animaux
L’infection des porcs par le virus de la grippe provoque une hyperthermie ne persistant pas plus de 4 jours ainsi qu’une baisse de l'appétit et des troubles respiratoires très modérés (toux et éternuements) au cours de la première semaine suivant l'infection. Aucun symptome sévère n'est attendu.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure.
Remplacement
Une alternative non animale consisterait à l’aérosolisation du virus influenza avec un générateur d’aérosols. Toutefois, cette technique physique ne reproduit pas totalement le processus naturel d’excrétion et d’aérosolisation qui se produit au niveau de l’animal. Le projet ayant pour objectifs d’étudier l’exposition d’animaux sains au contact d’animaux infectés et de mesurer l’infectiosité des particules virales dans l’air, l’utilisation d’une technique produisant des aérosols de manière artificielle n’est pas envisageable. La génération naturelle d’aérosols par les animaux est nécessaire dans cette expérimentation.
Réduction
Le dispositif expérimental repose sur un minimum d’animaux utilisés. Des études antérieures de transmission du virus Influenza A porcin ont montré qu’un dispositif de 2 porcs inoculés étaient suffisants pour infecter des porcs sentinelles dans une animalerie. Ainsi, 8 porcs élevés dans deux parcs distants seront utilisés : 2 porcs inoculés et 2 autres en contact direct dans un premier parc et 4 porcs dans un second parc distant. Les 2 porcs inoculés et les 2 porcs au contact direct des inoculés devraient produire suffisamment de virus pour infecter les 4 porcs sentinelles à proximité. L'objectif du projet étant de produire des connaissances sur l’exposition de porcs à un air contaminé par un virus Influenza, le dispositif ne comporte pas de lots Témoin et les données ne feront l'objet d'aucune analyse statistique du type Cas/Témoin. Le projet visant à mesurer le niveau d’infectiosité de l’air, la collecte des aérosols sera sans impact sur les animaux.
Raffinement
Les animaux seront élevés en groupes stables au cours de toute la durée du projet. Ils seront alimentés à volonté et auront accès à discrétion à de l’eau. Le confort thermique des animaux sera assuré par des lampes chauffantes et des plaques de couchage dans les jours qui suivent le sevrage. Ils auront accès à des jouets type "mordille", "tourniquet", etc. Le suivi de l’excrétion virale des animaux sera effectué grâce à un prélèvement de salive sans nécessité de contention. Après chaque prélèvement, une récompense type grenadine sera distribuée aux animaux. Une attention particulière sera apportée au suivi clinique de chaque animal au quotidien pendant toute la durée de la procédure expérimentale. En cas d’atteinte d’un des points limites, les animaux seront mis à mort (cf. grille en annexe).
Choix des espèces
Le porc est l’espèce cible du virus Influenza A porcin. Il est donc la seule espèce adaptée aux objectifs et aux conditions de cette procédure. Les porcs Exempt d'organisme pathogène spécifié (EOPS) seront inoculés par un virus Influenza A porcin à 10 semaines d'âge, au même stade physiologique que dans un précédent essai impliquant cette souche virale dans le laboratoire. A cet âge, il est attendu que l’animal génère un volume suffisant de bioaérosols émis dans la salle pour être captés par les différents collecteurs d’air. Par ailleurs, les animaux seront suivis pendant 15 jours post-inoculation, période considérée maximale pour l’excrétion virale des 3 lots (inoculé, contact direct et indirect).
Etudes d’innocuité et d’efficacité par suivi de la réponse immunitaire de vaccins destinés aux porcs
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Chaque porc reçoit une à trois injections vaccinales, subit douze prises de sang et quarante-deux écouvillonnages du nez, de la gorge et de l'anus. 1 800 porcs vont être utilisés, dont des truies gestantes et des nouveau-nés, dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance léger, la plupart tués pour la nécropsie et le prélèvement des sites d'injection. Cinq cents d'entre eux seront réutilisés dans des épreuves virulentes, c'est-à-dire délibérément infectés pour mesurer si le vaccin protège. Le porteur écrit qu'aucun signe clinique n'est attendu, tout en fixant des points limites qui incluent la respiration agonique, le décubitus permanent, l'absence de réaction aux stimulations et une perte de poids de plus de 20 %.
Objectifs
Le projet a pour but d’évaluer l’innocuité et/ou l’efficacité par suivi de la réponse immune de vaccins chez le porc (comprenant notamment des animaux gestants et de jeunes animaux). Les études d’innocuité permettent de détecter si le produit a un effet néfaste sur l’animal. Les études d’efficacité permettent de valider si le produit induit une réponse immunitaire satisfaisante chez l’animal. En fonction du type de produits étudiés ou de l’objectif de l’étude, le statut des animaux exigés peut être EOPS (Exempt d’Organismes Pathogènes Spécifiques) ou conventionnels.
Bénéfices attendus
La finalité de ces études est la mise au point de vaccins d’un niveau d’innocuité et d’efficacité satisfaisant. Ceux-ci sont essentiels en élevage afin de protéger les animaux contre les maladies infectieuses et de garantir les performances zootechniques et économiques.
Procédures
1 à 3 administrations de formulation vaccinale sur animal vigile. L’acte est inférieur à 1 minute. 12 prélèvements sanguins sur animal vigile. L’acte est inférieur à 1 minute. 42 écouvillons nasaux, oro-pharyngés et anaux. L’acte est inférieur à 1 minute.
Impact sur les animaux
Les contentions peuvent générer du stress chez l’animal. Les administrations ainsi que les prélèvements sanguins et les écouvillons peuvent provoquer du stress et de l’inconfort au moment du geste. Aucun signe clinique n’est attendu, toutefois, des points limites, qui déclencheront une euthanasie, seront appliqués : respiration agonique, perte de poids pour les animaux en croissance avant sevrage et une perte de poids de plus de 20% pour les animaux adultes, décubitus permanent et absence de réaction aux stimulis.
Devenir
Les animaux sont euthanasiés lorsque l’objectif de l’étude (étude d’innocuité réglementaire) necessite un examen nécropsique et un prélèvement du/des site(s) d’injection. Les animaux vaccinés lors des études d’immunogénicité, pourront être utilisés dans les études d’efficacité par épreuve virulente consécutive aux phases de vaccination.
Remplacement
Lorsque cela est possible, une première étape consiste à tester différents candidats in vitro. Ceci permet une première sélection de ces derniers, réduisant ainsi le nombre d’animaux utilisés. Une série de tests analytiques permet de garantir un certain niveau de sécurité pour les animaux recevant le produit. Un recueil d’informations est aussi apporté par la bibliographie lorsque cela est possible.
Réduction
Concernant les études règlementaires, le nombre minimum d’animaux à inclure est fixé par les textes. En amont, lors des phases recherche, les effectifs sont évalués au plus juste de façon à limiter le nombre d’animaux et les études non conclusives.
Raffinement
Pour chaque étude, en fonction de l’âge des animaux, une période d’acclimatation est prévue dans le but de limiter leur stress et de stabiliser leur état physiologique. Les animaux sont généralement hébergés en groupe (à l’exception des truies gestantes placées en cage de mise bas en salle commune ou en hébergement individuel), dans des environnements à température et atmosphère contrôlées. Une alternance de luminosité (12h jour/12h nuit) et un renouvellement d’air approprié sont mis en place. Des enrichissements tels que des chaînes métalliques, des balles et des tubes en plastique sont installés dans les hébergements. La SBEA garantit l’amélioration des techniques de soins et des conditions de vie des animaux. Le personnel intervenant dans l’étude sera formé aux gestes techniques afin de travailler avec le plus d’expertise possible. Les animaux sont observés quotidiennement, ou plus si jugé nécessaire, ce qui permet de détecter tout signe comportemental anormal (spontané ou provoqué) et/ou toute anomalie physique non attendue. En cas de déviation de l'état normal d'un animal, le responsable de l’étude, le vétérinaire désigné ou le vétérinaire d'astreinte, décidera d'augmenter les fréquences d'observations. La Structure du Bien Etre Animal (SBEA) garantit l’amélioration des techniques de soins et des conditions de vie pour les animaux.
Choix des espèces
Le porc est l’espèce cible des substances d’essai testées. Les essais in vivo réalisés dans ce projet doivent être conduits chez l’animal afin qu’ils puissent répondre aux exigences règlementaires. Dans le cadre d’études non règlementaires, les procédures expérimentales réalisées chez l’espèce cible permettent d’avoir des résultats plus conclusifs. De plus, la procédure expérimentale sur l’espèce cible, décrite dans le présent projet, ne dispose pas d’un modèle in vitro ou in vivo sur espèces alternatives. Les animaux utilisés peuvent être des nouveau-nés, de jeunes animaux en croissance et/ou des adultes (y compris des femelles gestantes). L’âge des animaux au moment de la vaccination dépend des besoins des différents types d’études qui sont à effectuer. Les études d’innocuité doivent, par exemple, être réalisées sur des animaux d’âges minimum. Ces besoins dépendent de l’objectif de l’étude, du produit testé et répondent à l’exigence expérimentale d’utilisation du produit mis sur le marché et des exigences des autorités.
Validation dans un modèle de miniporc de la faisabilité et l’absence de toxicité de l’administration intrathécale intermittente d’une biothérapie innovante utilisant le système de réparation plaquettaire pour traiter la sclérose latérale amyotrophique
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
30 miniporcs adultes vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un cathéter est glissé dans leur canal rachidien lombaire et relié à un boîtier fixé sur la douzième côte, lors d'une opération de deux heures, puis retiré par une seconde chirurgie après un suivi pouvant aller jusqu'à douze mois. Il s'agit de vérifier qu'un sécrétome plaquettaire humain, injecté directement dans le liquide céphalorachidien, peut être administré sans toxicité avant tout essai chez des malades de sclérose latérale amyotrophique. Le porteur attribue à ce produit une "immense activité neuroprotectrice" dans de nombreux modèles expérimentaux, et annonce comme retombée à court terme des publications scientifiques.
Objectifs
La SLA est une maladie neurodégénérative des neurones moteurs qui entraîne une paralysie progressive conduisant irrémédiablement au décès avec une médiane de trois ans. Nous ne disposons d’aucun traitement permettant d’améliorer de manière satisfaisante l’espérance de vie. Ainsi, nous avons développé une biothérapie à partir de plaquettes sanguines de sujets sains qui a démontré une immense activité neuroprotectrice dans de très nombreux modèles expérimentaux. Il s’agit d’un sécrétome plaquettaire qui est dépourvu de membrane plasmique et qui n’entraine donc aucune réaction contre l’hôte (l’administration de sécrétome plaquettaire humain peut être réalisée dans n’importe quelle espèce (humain, rat, souris, singe, porc, …)). Cependant, il ne passe pas la barrière digestive ni la barrière hématoencéphalique. Il nécessite donc une administration directe au niveau du système nerveux central. L’administration intrathécale permet la meilleure biodistribution au niveau du système nerveux central, et notamment de la corne antérieure de la moelle épinière, particulièrement atteinte dans la sclérose latérale amyotrophique. Avant de débuter l’essai thérapeutique, il est essentiel de valider la faisabilité et l’absence de toxicité dans des conditions les plus proches de l’humain. Le modèle de miniporc permet d’utiliser le même matériel que chez l’humain, ce qui n’est pas possible pour les animaux plus petits. Nous espérons améliorer de manière majeure l’espérance et la qualité de vie des personnes atteintes de SLA et ainsi insuffler un espoir thérapeutique pour une maladie mortelle actuellement incurable.Le projet vise à confirmer la sécurité et la tolérance du dispositif médical (DM) ainsi que la procédure d’implantation chez le miniporc, le bon fonctionnement du matériel implanté dans des conditions similaires à l’humain et la sécurité et la tolérance de la biothérapie chez le miniporc. L’utilisation de miniporcs est extrêmement intéressante afin d’obtenir une meilleure transposition des résultats chez l’homme , notamment sa taille et son espace au niveau du canal rachidien qui en fait un bon candidat pour cette étude.
Bénéfices attendus
A court et moyen termes, ce projet aboutira à plusieurs publications scientifiques internationales. A moyen et long termes, cette étude aboutira à la mise au point d'un sécrétome plaquettaire injectable par voie intrathécale pour ralentir l’évolution de la SLA.
Procédures
Tous les animaux de l'étude seront soumis à une procédure chirurgicale pour la mise en place du dispositif médical et une procédure chirurgicale finale afin d'extraire et d'étudier l'implant et son impact sur l'individu. Pour le miniporc, la chirurgie se tiendra sur une durée estimée de 2 heures maximum.
Impact sur les animaux
Chez le miniporc, les effets indésirables post-opératoires peuvent inclure une douleur ou un hématome au niveau lombaire où pénètre le cathéter intrathécal, de la paroi dorsale et sous-costal (le long du trajet du cathéter), ou au niveau du port qui sera fixé au niveau costal latérale (12ème côte). Une sensation de corps étranger ou une gêne locale liée au cathéter et au port est possible. Plus rarement, des infections superficielles des plaies ou une infection du dispositif peuvent survenir. A noter que la chirurgie se tiendra sur une durée estimée de 2 heures maximum. Les animaux seront suivis au maximum durant 12 mois
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en fin de procédure car les prélèvements de biopsies ne sont pas compatibles avec la survie de l'animal
Remplacement
Dans le cadre de ce projet, l’utilisation d’animaux est strictement limitée à cette étude où aucun modèle alternatif ne permettrait de répondre aux questions scientifiques posées. En amont, de nombreux tests in vitro sur neurones en culture et des expérimentations in vivo sur souris ont été réalisée afin de valider la pertinence et la sécurité de l’approche, réduisant ainsi le nombre d’expérimentations sur le miniporc nécessaires. Cependant, malgré ces efforts, le remplacement total des modèles animaux demeure actuellement difficile. Les interactions complexes entre le dispositif, le traitement et l’environnement biologique ne peuvent être entièrement reproduites par des modèles in vitro ou par des approches alternatives comme les organoïdes ou les simulations informatiques. Les études sur des modèles animaux sont donc indispensables pour évaluer la faisabilité et la tolérance de l’approche dans un organisme vivant, en tenant compte des paramètres neurologiques.
Réduction
Le protocole expérimental est conçu pour minimiser le nombre d’animaux utilisés. Les études seront rationalisées en intégrant plusieurs objectifs dans un même protocole. De plus, les observations seront effectuées en combinant différentes analyses afin d’exploiter chaque modèle au maximum de sa pertinence scientifique, réduisant ainsi le besoin de nouveaux groupes expérimentaux. 24 miniporcs sont prévus dans ce projet avec potentiellement 6 miniporcs supplémentaires en cas de problèmes lors des 3 études préliminaires soit 30 miniporcs au final maximum. Nous avons estimé qu’il s’agit du nombre minimal car en dessous de 4 animaux par sous-groupe de sexe aucune conclusion ne peut être tirée. Ce nombre est très classique pour les études de toxicologie sur les grands animaux comme chez le primate non humain. L’analyse est donc principalement descriptive en termes de surveillance clinique (effets indésirables) et en termes d’analyse histologique (pas d’altération des tissus : pas d’inflammation et pas de prolifération cellulaire notamment au niveau des racines rachidiennes). Il est attendu aucune anomalie pour la dose de 3,45 mL. Une dose supérieure est réalisée pour confirmer le seuil de tolérance et aider à l’interprétation d’éventuelles anomalies.
Raffinement
Afin d’optimiser le bien-être animal, des mesures de raffinement rigoureuses seront appliquées. Les conditions d’hébergement respecteront les normes réglementaires : logement individuel, cycle lumineux de 12 h et enrichissement adapté. Les miniporcs bénéficieront de balles, de Kongs garnis de bouillie, de luzerne et de friandises. Les procédures seront réalisées dans des salles dédiées, distinctes des espaces d’hébergement. Une prise en charge analgésique optimale sera assurée : Fentanyl transdermique (patch Durogésic jusqu’à 1 µg/kg/h, efficacité 3 jours), Buprénorphine (0,5 mL/10 kg IM toutes les 8h), Méloxicam (1 mL/10 kg IM, anti-inflammatoire). Les soins seront réalisés sous avis vétérinaire en cas de complications (infection des cathéters…). Un suivi quotidien, voire pluriquotidien, garantira une évaluation rigoureuse. L’échelle visuelle CNRS VetAgroSup aidera à ajuster les traitements antalgiques. Les critères de retrait immédiat incluront : Douleurs sévères non soulagées sous morphiniques (12 h), Perte de poids excessive (≥20 % chez le miniporc), Infections résistantes après 48h, Prostration, absence de réaction ou escarres. En cas d’infection locale, une réintervention sous anesthésie sera réalisée avec parage chirurgical et rinçage antiseptique. L’analgésie au fentanyl pourra être renforcée. Une infection généralisée nécessitera une antibiothérapie adaptée (amoxicilline/acide clavulanique, oxytétracycline, sulfamides/triméthoprime). Un antiémétique (métoclopramide) sera administré si besoin. Une phase d’adaptation de 10 jours précédera toute expérimentation. Un suivi minutieux de la cicatrisation assurera un rétablissement optimal, garantissant des conditions expérimentales rigoureuses et éthiques. Afin de limiter le risque, 3 animaux seront d’abord traités puis le reste des animaux seront inclus, ces 3 premiers miniporcs seront conservés dans l’étude principale si aucun effet secondaire n'est constaté durant l'étude préliminaire.
Choix des espèces
Il n’existe actuellement aucun modèle in vitro permettant d’éviter le recours aux animaux pour ce projet. Les essais in vivo sont menés sur des espèces décrites dans la littérature. Dans un premier temps, nous avons utilisé des rongeurs pour répondre aux principales questions d’efficacité et de sécurité. La faisabilité de l’implantation, du retrait et de la tolérance doit donc nécessairement être validée chez le miniporc. En effet, la transposition des résultats obtenus chez les rongeurs à l’homme est limitée par leurs différences anatomiques et physiologiques, tandis que le miniporc présente de nombreuses similarités avec l’humain et constitue un modèle bien établi. Contrairement aux miniporcs juvéniles, dont le métabolisme et la croissance rapide peuvent biaiser les résultats, l’utilisation de miniporcs adultes permet d’obtenir des données plus transposables à l’Homme. Nous utiliserons des miniporcs adultes de 20 kg à 30 kg.
Création et recanalisation d’une thrombose veineuse par ultrasons sur porc_MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Anesthésiés puis jamais réveillés, 28 jeunes porcs de quatorze à quinze semaines subissent une ponction de la jugulaire et de la fémorale, l'injection de thrombine pour provoquer un caillot, puis deux heures d'occlusion veineuse par ballons gonflés dans la cuisse. Les expérimentateurs appliquent ensuite une heure d'ultrasons pour rouvrir la veine, soit quatre heures d'intervention au total. Le porteur liste parmi les effets attendus l'ischémie du membre, l'œdème, l'hémorragie, l'hypotension et l'hypothermie, tout en précisant que l'ensemble se déroule sous anesthésie générale sans réveil. Les poumons, la veine et l'artère fémorales sont prélevés après la mise à mort, pour vérifier que le dispositif n'a pas provoqué d'embolie pulmonaire.
Objectifs
L'objectif principal de notre projet est d’évaluer l’efficacité d’un nouveau dispositif utilisant les ultrasons pour traiter la thrombose veineuse aiguë. Concrètement, nous vérifierons si ce dispositif permet de rouvrir la veine obstruée en observant, grâce à une échographie Doppler, la formation d’un passage et la circulation du sang à la fin de la procédure. En parallèle, nous évaluerons aussi la sécurité de cette technique. Pour cela, nous examinerons la jambe de l’animal utilisé dans l’étude afin de nous assurer qu’il n’y a ni lésion cutanée ni atteinte des vaisseaux sanguins, et nous analyserons les tissus (veines, artères et poumons) pour vérifier l’absence de complications, notamment d’embolie pulmonaire. Cette nouvelle approche, non invasive, pourrait ainsi offrir une alternative aux traitements actuels de la thrombose veineuse profonde, en évitant les risques liés à une intervention chirurgicale.
Bénéfices attendus
Une première étude sur un modèle porcin, avec un dispositif préliminaire, a montré la faisabilité de la recanalisation veineuse sur différents types de thromboses veineuses profondes. Suite à ces résultats très encourageants, nous souhaitons évaluer le nouveau dispositif de thérapie développé au sein du laboratoire, qui sera le prototype utilisé chez l'humain, afin de valider sa sécurité et son efficacité, pour pouvoir ensuite envisager des études chez l'humain. Nous attendons que la procédure permette une recanalisation de la veine thrombosée entraînant une récupération de flux sanguin.
Procédures
Les animaux seront soumis à une procédure endovasculaire sous anesthésie générale sans reveil avec une ponction jugulaire et fémorale pour la création de la thrombose veineuse profonde : 1 fois par procédure pour une durée de 3h; et une procédure sous anesthésie générale de thérapie par ultrasons non invasive : 1 fois par procédure pour une durée d'1h. Total: 4h.
Impact sur les animaux
Les injections intraveineuses peuvent induire un stress et une douleur légère de courte durée. L’isolement temporaire de la veine fémorale par gonflage de ballons peut provoquer une distension vasculaire entraînant une douleur modérée. L'induction de la thrombose par injection de thrombine peut générer une inflammation locale et une obstruction veineuse, pouvant entraîner une ischémie transitoire avec douleur modérée à sévère. L’occlusion prolongée de la veine pendant 2 heures peut être associée à un risque d’ischémie du membre inférieur, pouvant entraîner une douleur sévère et un œdème. La recanalisation par ultrasons, bien que non invasive, peut provoquer une hyperhémie locale et une variation transitoire du flux sanguin, avec un inconfort modéré. Les effets liés au modèle expérimental incluent un risque d’hémorragie, d’ischémie prolongée du membre, d’hypotension, de tachycardie, d’hypothermie et de mouvements anormaux. Des complications locales comme des plaies avec écoulement ou un œdème du membre inférieur peuvent survenir. Cette étude constitue une étape préalable obligatoire avant toute utilisation de la technique chez l’humain.
Devenir
La décision de mettre à mort les animaux à l'issue de la procédure est prise après une réflexion approfondie et dans le strict respect des principes éthiques qui guident notre recherche. Les raisons sous-jacentes à cette mesure sont les suivantes : - Nécessité scientifique : La mise à mort des animaux est considérée comme essentielle pour obtenir des données cruciales à la compréhension des mécanismes biologiques ou des effets de la procédure étudiée. Il est impératif d'analyser les tissus ou organes spécifiques post-mortem afin d'obtenir des informations détaillées et pertinentes pour les objectifs de recherche. Cette mise à mort est nécessaire ici car le projet requiert un prélèvement des poumons, de la veine et de l'artère fémorales pour analyse histologique après mise à mort de l’animal afin d'évaluer la sécurité de notre dispositif. - Minimisation des souffrances : La mise à mort des animaux à l'issue de la procédure est également motivée par le souci du bien-être animal. Cette approche permet d'éviter toute détresse inutile ou prolongée qui pourrait résulter de complications postopératoires ou d'effets à long terme de l'intervention. - Respect des lignes directrices éthiques : Notre protocole s'aligne strictement sur les lignes directrices éthiques nationales et internationales régissant l'utilisation d'animaux dans la recherche. La mise à mort est envisagée comme une étape nécessaire pour garantir la conformité avec ces normes et pour éviter toute prolongation injustifiée de la présence des animaux dans des conditions potentiellement inconfortables. - Responsabilité envers le bien-être animal : Nous nous engageons à assumer notre responsabilité envers le bien-être des animaux participant à notre étude. La décision de mettre fin à leur vie est prise dans le souci de minimiser leur éventuelle souffrance et d'assurer une conclusion éthique à leur participation à la recherche.
Remplacement
Nous accordons une importance primordiale à l’évaluation des alternatives avant tout recours à l’utilisation d’animaux dans nos recherches. Conformément aux principes des 3R (Remplacement, Réduction, Raffinement), nous explorons systématiquement les méthodes alternatives viables et éthiquement justifiables avant d’envisager un modèle animal. Dans le cadre de cette étude, nous avons initialement travaillé sur un modèle in vitro de thrombus de sang frais dans un tube en silicone, permettant l’optimisation des paramètres ultrasonores et l’évaluation préliminaire de l’efficacité. Toutefois, le passage à un modèle animal s’est avéré indispensable afin de recréer des conditions physiopathologiques les plus proches de l’humain et de mener une analyse approfondie de la sécurité du dispositif. Compte tenu de la nécessité d’un calibre veineux accessible de plus de 2 mm, seul un modèle de gros animal était adapté, rendant ainsi l’utilisation d’un modèle porcin essentielle. Ce modèle, déjà validé pour l’étude de la thrombose aiguë, a été choisi afin d’éviter le développement d’un nouveau modèle expérimental et ainsi de limiter le nombre d’animaux utilisés. Nous restons attentifs aux avancées scientifiques afin d’intégrer toute nouvelle méthodologie permettant de réduire davantage le recours aux modèles animaux, tout en garantissant la pertinence et la robustesse scientifique de nos travaux.
Réduction
Dans le cadre de notre engagement en faveur du bien-être animal, notre projet de recherche intègre des mesures rigoureuses visant à minimiser le nombre d’animaux utilisés tout en garantissant la robustesse scientifique de nos investigations. Les principales stratégies mises en œuvre à cet effet sont les suivantes : Optimisation expérimentale : Notre protocole a été conçu de manière à maximiser l’information obtenue à partir de chaque animal, limitant ainsi le nombre total d’individus nécessaires. Cela inclut l’utilisation de méthodologies adaptées permettant d’atteindre nos objectifs de recherche avec un effectif réduit. Échantillonnage raisonné : La détermination du nombre d’animaux repose sur une approche statistique rigoureuse, garantissant à la fois la représentativité des résultats et la limitation du nombre d’animaux nécessaires. Des outils statistiques appropriés seront appliqués pour assurer la validité et la puissance des analyses tout en optimisant le nombre d’individus. Justification du nombre d’animaux : Le nombre total de porcs requis pour cette étude a été estimé à 28, en prenant en compte les considérations éthiques, la variabilité biologique attendue et la puissance statistique nécessaire pour détecter des différences significatives. Cette estimation a été réalisée à l’aide d’un calcul de puissance basé sur un test t de Student pour les comparaisons de moyennes entre deux groupes. Nous nous engageons à maintenir une utilisation minimale et strictement justifiée des modèles animaux, en appliquant des pratiques expérimentales optimisées et en réévaluant continuellement nos approches afin d’intégrer toute nouvelle opportunité de réduction au cours du projet.
Raffinement
Le raffinement est assuré par une surveillance rigoureuse et continue des animaux tout au long de l’étude, avec l’objectif de minimiser leur stress et leur inconfort. À cet effet, plusieurs mesures spécifiques ont été mises en place : Surveillance clinique renforcée : Les animaux font l’objet d’un suivi régulier par une équipe vétérinaire spécialisée, permettant une détection précoce des signes de douleur, de détresse ou de complications. Utilisation de points limites validés : En collaboration avec l’animalerie, des critères d’évaluation ont été définis afin de garantir le bien-être animal. Ces points limites spécifiques aux procédures réalisées sous anesthésie générale permettent d’identifier rapidement tout signe de mauvaise tolérance. Prise en charge de la douleur : Un protocole analgésique adapté est mis en place, incluant l’administration d’antalgiques et d’anti-inflammatoires selon les recommandations vétérinaires, afin de garantir un contrôle optimal de la douleur postopératoire. Mise à mort en cas de nécessité : Si un animal présente une intolérance sévère aux procédures malgré les mesures mises en place, une mise à mort précoce et humanitaire est envisagée conformément aux directives éthiques et vétérinaires en vigueur, afin d’éviter toute souffrance inutile. Conditions d’environnement optimisées : Les animaux sont hébergés dans un environnement contrôlé garantissant leur bien-être, avec une température et une humidité adaptées à l’espèce. Ils bénéficient d’un enrichissement du milieu de vie (matériaux de nidification, interactions sociales lorsque possible) afin de limiter le stress. L’alimentation et l’accès à l’eau sont surveillés pour assurer une prise en charge optimale. Nous nous engageons à appliquer ces mesures tout au long du projet, en adaptant si nécessaire nos protocoles en fonction des observations et des avancées scientifiques, dans le respect des principes éthiques et du bien-être animal.
Choix des espèces
Le choix du modèle porcin s’impose en raison de la similitude anatomique et physiologique de son système vasculaire avec celui de l’humain, en particulier en ce qui concerne le calibre et la structure des vaisseaux sanguins. De plus, le porc est un modèle largement validé pour l’étude des pathologies vasculaires et thrombotiques, garantissant ainsi la transposabilité des résultats aux conditions cliniques humaines. Enfin, l’utilisation de ce modèle permet d’éviter la création d’un nouveau modèle expérimental, réduisant ainsi le nombre total d’animaux utilisés conformément aux principes éthiques des 3R. Jeunes porcs charcutier avec un poids variant entre 40 et 50kg ce qui correspond a 14- 15 semaines d’age (suffisamment âgés pour obtenir un diamètre de la veine fémorale commune ≥5mm). Le poids est choisi afin de pouvoir realiser les echographies doppler veineux comme déjà publié dans la litterature et pour tester la faisabilite de notre therapie ultrasonore sur une anatomie similaire a l’humain.