Mammifères "de rente"

Une lésion nerveuse, un défaut tissulaire ou une ligature de vaisseaux sont créés chirurgicalement chez une partie des animaux avant qu'un dispositif ne leur soit implanté, l'intervention pouvant durer plusieurs heures. 150 cochons, 150 moutons et 75 chèvres vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, avec des prises de sang pouvant aller jusqu'à une par semaine. Le porteur écrit que l'anesthésie générale évite "tous stress et douleur", tout en annonçant une douleur postopératoire pouvant durer plusieurs jours selon l'invasivité de la technique. Il précise que l'effectif n'a fait l'objet d'aucune approche statistique, et que tous les animaux sont tués pour une nécropsie et un examen histologique destinés à établir la tolérance et la durabilité des implants.

Objectifs

Le système nerveux périphérique (SNP) est constitué des nerfs et des ganglions périphériques, il prolonge jusqu’aux organes le système nerveux central (SNC = cerveau et moelle épinière). Le SNP comprend le système nerveux somatique qui transmet des informations sensorielles de la peau, des muscles et des articulations et des informations motrices et participe à l’équilibre et la motricité. Les pathologies du système nerveux somatique se traduisent par des troubles moteurs et de l’équilibre, des manifestations sensitives anormales, des douleurs, elles peuvent avoir des origines traumatiques, métaboliques, inflammatoires ou génétiques. Lorsqu’elles atteignent la jonction avec les muscles sont qualifiées de neuromusculaires. Il comprend aussi le système nerveux autonome (SNA ou végétatif) qui assure de façon involontaire le maintien des fonctions organiques internes. Le SNA est constitué des systèmes nerveux sympathique et parasympathique aux fonctions de régulation réciproques sur l’homéostasie. Il assure la régulation de fonctions physiologiques comme la pression artérielle, la fréquence cardiaque, la température corporelle et la sudation, contrôle les équilibres hydrique et électrolytique ainsi que la miction, il contrôle les secrétions, la digestion, la défécation, la fonction érectile chez l’homme. L’objectif de ce projet de recherche est l’évaluation et le développement de nouveaux dispositifs médicaux, techniques chirurgicales et stratégies innovantes pour traiter les pathologies et les affections du système nerveux périphérique somatique, ou pour traiter les pathologies et les affections par une modulation du SNA. L’évaluation et le développement de ces dispositifs et techniques nécessitent une phase de recherche et de développement.

Bénéfices attendus

L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité et de l’efficacité des implants pour éviter leur rejet, et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation qui handicapent les patients, et réduire le traumatisme tissulaire, corollaire de ces interventions ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes. - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. - Des procédures chirurgicales d'implantation de dispositif neuropériphérique avec ou sans procédure chirurgicale de création de modèle lésionnel préalable. Chaque animal du projet ne subira qu'une seule chirurgie d'implantation de dispositif neuropériphérique associée ou non à une chirurgie de création de modèle antérieur soit une seule et parfois deux interventions chirurgicales par animal dont une mini-invasive pour la création de modèle lésionnel. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim ,lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 24 heures pour les ovins/caprins) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - En fonction des besoins et préalablement à la procédure d'évaluation du dispositif, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive de type lésion nerveuse, création d'un defect tissulaire, ligature ou occlusion de vaisseaux par exemple - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour réduire au maximum ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale, l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés, la protection des plaies, la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux).

Devenir

Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des examens d'imagerie, scanners, IRM par exemple), par l'interrogation des dispositifs, et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs testés dans le projet.

Remplacement

La validation des dispositifs médicaux implantables dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.

Réduction

Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Pour réduire le nombre d’animaux, des sélections par méthodes d’imagerie non invasives sont mises en place (IRM, Scanner, Echographie, RX …), permettant par exemple une reconstruction 3D des structures d’intérêt. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.

Raffinement

Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en oeuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateau technique opératoire et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, une analgésie est mise en place et des protocoles de prise en charge de la douleur sont systématiquement appliqués (Anti-Inflammatoires Non Stéroidiens et/ou opioïdes). Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux ou individuellement pour les besoins de l'étude, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques détaillés dans la procédure ANIM-WI-015 sont appliqués tout au long du projet. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour évaluer les dommages réellement subis par les animaux.

Choix des espèces

Les dispositifs testés dans ce projet doivent l’être sur une anatomie semblable à celle de l’Homme avec les mêmes dimensions. Le modèle porcin (n=150) est largement utilisé dans l’étude des implants neurologiques, le volume du crâne est adapté pour l’étude des dispositifs en développement pour une application chez l’Homme. Le modèle ovin (n=150) et le modèle caprin (n=75) présentent une longue région cervicale facilitant les abords chirurgicaux de l'emergence du système nerveux autonome et des ganglions nerveux. Pour toutes ces espèces, la distribution, la longueur et le diamètre des nerfs périphérique sont comparables à ceux de l'Homme. Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme. Les animaux pourront être des mâles ou des femelles.

Les juments retenues sont en fin de gestation, à quelques jours du poulinage, moment où le protocole exige les prélèvements. Dix d'entre elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune subit entre 7 et 40 ponctions à la veine jugulaire, 22 en moyenne, matin et soir dans les trois jours qui précèdent la mise bas, plus des prélèvements de salive au tampon qu'elle mâchonne une dizaine de secondes. Le porteur indique que les prises de sang répétées peuvent provoquer un hématome douloureux sur une durée prolongée, et prévoit qu'après vérification vétérinaire de leur état de santé les dix juments retournent au troupeau.

Objectifs

Notre objectif est d’identifier un biomarqueur non invasifs du poulinage (naissance du poulain). En effet, la durée de la gestation de la jument est variable (306 à 365 jours), et la date du poulinage ne peut pas être prédite avec précision. De nombreux éleveurs souhaitent être présents lors du poulinage, qui a souvent lieu la nuit, pour réaliser rapidement les premiers soins, vérifier la prise de colostrum et alerter le vétérinaire en cas de problème. Ils sont très demandeurs d’un biomarqueur permettant de prédire la date du poulinage. A l’approche du poulinage, la concentration sanguine de plusieurs hormones varie significativement, ce qui en fait des biomarqueurs potentiels du poulinage. Afin d’éviter les prises de sang, notre objectif est de rechercher un biomarqueur du poulinage dans la salive, car les prélèvements salivaires sont non invasifs et non douloureux. Dans notre projet précédent nous avions réalisé des prélèvements de sang et de salive sur des juments en fin de gestation tous les matins dans les 7 jours qui précèdent le poulinage. Nous avions analysé les concentrations salivaires et sanguines de plusieurs hormones et nous avions montré 1) une augmentation significative des concentrations de cortisol et d’ocytocine dans le sang entre la veille du poulinage (J-1) et le jour du poulinage (J0, le poulinage a eu lieu le soir ou dans la nuit), 2) une augmentation plus faible et non significative des concentrations de cortisol et d’ocytocine dans la salive entre J-1 et J0. Notre hypothèse est que l’augmentation des concentrations salivaires a lieu plus tardivement en raison du délai de passage des hormones du sang vers la salive, et qu’elle pourrait être détectée par des prélèvements de salive matin et soir, plus proches du poulinage. L’objectif est donc de vérifier si les concentrations de cortisol et d’ocytocine dans la salive augmentent significativement à l’approche du poulinage suite à l’augmentation des concentrations dans le sang, ce qui ferait de ces hormones des biomarqueurs salivaires non invasifs du poulinage. Pour cela, nous souhaitons obtenir des prélèvements de sang et de salive sur les 10 juments gestantes de notre troupeau expérimental matin et soir dans les 3 jours précédant le poulinage et juste après le poulinage afin de suivre précisément l’évolution des concentrations autour du poulinage.

Bénéfices attendus

Les prélèvements de sang et de salive bi-quotidiens permettront de suivre l’évolution des concentrations sanguines et salivaires des 2 hormones à l’approche du poulinage afin de vérifier s’il y a bien une augmentation significative des concentrations salivaires suite à l’augmentation significative des concentrations sanguines. Si l’une des hormones présente bien une augmentation significative des concentrations salivaires à l’approche du poulinage, elle pourra être considérée comme un biomarqueur salivaire prédictif du poulinage. Elle pourra alors être proposée aux éleveurs comme prédicteur du moment du poulinage pour qu’ils puissent assurer plus facilement une surveillance et des soins rapides qui permettront un gain éthique dans le suivi des juments et dans la santé du poulain et de sa mère. A terme, les éleveurs pourraient prélever un peu de salive sur les juments gestantes matin et soir, réaliser un test rapide du type bandelette colorimétrique, et ainsi savoir si le poulinage est proche. Si aucune des deux hormones ne présente une augmentation significative des concentrations salivaires à l’approche du poulinage, le sang et la salive restant permettront de réaliser de nouveaux dosages hormonaux afin de poursuivre la recherche de biomarqueurs non invasifs du poulinage sans refaire des prélèvements sanguins et salivaires

Procédures

Nous souhaitons obtenir des prélèvements de sang et de salive sur les 10 juments de notre troupeau expérimental matin et soir dans les 3 jours précédant le poulinage et juste après le poulinage afin de suivre précisément l’évolution des concentrations autour du poulinage. Du fait de la variabilité de la date du poulinage et de la durée de gestation, les animaux auront entre 7 et 40 prélèvements (22 prélèvements en moyenne d'après nos travaux antérieurs). La durée du prélèvement de sang est de quelques secondes. Pour le prélèvement de salive, l'animal mâchouille le tampon de la "Salivette" pendant une dizaine de secondes.

Impact sur les animaux

Lors des prises de sang par ponction veineuse à la jugulaire, les animaux peuvent ressentir une douleur légère de courte durée au site de prélèvement n’entrainant pas de trouble de l’état général, et un léger stress à la contention. Les prises de sang répétées peuvent provoquer un hématome qui peut être douloureux sur une durée plus longue. Lors des prélèvements de salive réalisés à l'aide du dispositif 'Salivette', un tampon est placé dans la bouche de l'animal qui le mâchonne et l'imbibe de salive. Les animaux peuvent ressentir un léger stress à la contention.

Devenir

Après cette procédure, les animaux auront un examen vétérinaire afin de vérifier qu’ils ont pleinement recouvré leur état de santé et de bien-être, puis ils retourneront dans le troupeau.

Remplacement

Ce projet implique des prélèvements de salive et de sang au moment du poulinage, l’utilisation d’animaux ne peut donc pas être remplacée.

Réduction

Au cours du projet précédent nous avons réalisé des prélèvements sanguins et salivaires sur 10 juments et analysé les concentrations sanguines et salivaires du cortisol et de l’ocytocine, nous avons ainsi une connaissance préliminaire des concentrations et de la variabilité individuelle. Dans ces conditions, l’effectif de 10 juments est suffisant pour observer des différences significatives avec une analyse statistique adaptée.

Raffinement

Les juments que nous utiliserons ont bénéficié d’un entrainement pour la réalisation de prélèvements de salive et de prises de sang par ponction veineuse à la jugulaire sans stress, elles restent calmes et détendues lors des prélèvements. De plus, le personnel de l’unité expérimentale a suivi une formation pour comprendre la perception du cheval et apprendre les méthodes pour l’approcher et le manipuler sans induire de stress ou de peur. Les prélèvements sanguins seront réalisés alternativement sur les 2 veines jugulaires et à différentes hauteurs par des opérateurs expérimentés selon un mode opératoire réfléchi et clairement décrit. Après chaque prélèvement sanguin, une bombe de froid pourra être utilisée car les animaux y sont habitués, puis les animaliers caressent, grattent et parlent aux juments. Une surveillance de la zone de prélèvement sera réalisée quotidiennement. En cas d'hématome sur une veine, un baume apaisant et anti-inflammatoire sera appliqué. Les animaux seront surveillés quotidiennement. En cas de signes de maladie ou d’impact sur l’état général des animaux une intervention vétérinaire aura lieu et un traitement adapté sera mis en place. L’animal sortira du protocole si nécessaire

Choix des espèces

Ce projet concerne des dosages hormonaux dans le sang et la salive au moment du poulinage, il est donc nécessaire de choisir l’espèce équine. Nous utiliserons des animaux adultes en fin de gestation puisque nous étudions le moment du poulinage

Saignés sous anesthésie générale toutes les huit semaines au minimum, jusqu'à dix-huit fois chacun sur la durée du projet, 25 moutons et 15 cochons vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Aucun n'est tué au terme de ce projet, tous étant destinés à être réutilisés dans d'autres procédures, ceux jugés inaptes devant être replacés. Le sang prélevé alimente une banque servant à transfuser d'autres animaux non-humains pendant les chirurgies de validation de dispositifs médicaux implantables menées au laboratoire. Le porteur présente cette banque comme une mesure de réduction et de raffinement, alors qu'elle repose sur des saignées répétées infligées à quarante individus dont le nombre a été fixé sur les besoins en poches de sang du bloc opératoire, sans calcul statistique.

Objectifs

Le risque hémorragique est lié à la réalisation d'interventions chirurgicales complexes menées dans le cadre de l'évaluation et de la validation des dispositifs médicaux implantables et de leur techniques chirurgicales d'implantation. Ce risque est important lors de chirurgies invasives du compartiment cardio-vasculaire mais persiste néanmoins lors de toute intervention chirurgicale et ce malgré le respect des bonnes pratiques chirurgicales et d'hémostase. C'est un risque potentiellement létal inhérent à la pratique chirurgicale. Lors d'hémorragie importante per-opératoire, la transfusion sanguine permet de corriger le volume sanguin et l'hypoxémie du choc hémorragique par la perfusion des organes vitaux pour améliorer la survie du patient. L'objectif de ce projet est de décrire et d'encadrer l'utilisation d'animaux dans le cadre de la constitution et du maintien d'une banque de sang pour pouvoir répondre aux besoins immédiats en transfusion sanguine lors des procédures chirurgicales réalisées au laboratoire.

Bénéfices attendus

Le bénéfice attendu du projet est d'améliorer la survie et la récupération des animaux utilisés lors des procédures chirurgicales décrites dans les différents projets autorisés du laboratoire.

Procédures

Les animaux seront soumis à des prélèvements sanguins sous anesthésie générale. Les prélèvements pourront se faire au minimum toutes les 8 semaines, soit 18 pélèvements maximum par animal sur la durée du projet. La procédure est classée moderée.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim ,lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie.

Devenir

Chaque animal utilisé dans ce projet pourra être réutilisé pour répondre à une nouvelle question scientifique dans une nouvelle procédure expérimentale de classe " légère", " modérée" ou " sans réveil", à condition que la gravité réelle des procédures expérimentales précédentes établie lors de l’appréciation rétrospective qui sera menée à l’issue de ce projet soit compatible avec une réutilisation (classes " légère" ou " modérée" uniquement). Après examen par un vétérinaire, l'animal devra avoir également pleinement recouvré son état de santé et de bien-être général et l’avis favorable du vétérinaire prendra en considération le sort de l'animal concerné sur toute sa durée de vie. Les animaux qui ne pourraient être réutilisés seront replacés.

Remplacement

Il n'existe pas de sang artificiel et le recours à des méthodes alternatives à l'expérimentation animale pour la constitution d'une banque de sang n'est à ce jour pas possible.

Réduction

Le recours à la transfusion sanguine constitue le seul traitement contre les conséquences potentiellement létales d'une hémorragie aigüe et qui impliqueraient l'utilisation d'un nouvel animal pour répondre à la question scientifique et aux besoins de l'éxpérimentation. La transfusion améliore la survie des animaux utilisés lors des procédures chirurgicales décrites dans les différents projets autorisés du laboratoire. La constitution d'une banque de sang au laboratoire permet de réduire le nombre total d'animaux utilisés. Le nombre d’animaux pour ce projet a été déterminé en fonction des besoins en poches de sang au bloc opératoire ainsi que de la durée maximale de stockage d’une poche de sang lorsqu’elle collectée, soit 35 jours à 4 degrés celsius. Une approche statistique n’est pas nécessaire pour déterminer le nombre d’animaux inclus dans le projet. Tout au long des projets chirurgicaux autorisés au laboratoire, pour lesquels un besoin potentiel en transfusion sanguine est identifié, les meilleures techniques et pratiques chirurgicales en termes d’hémostase seront appliquées pour réduire au maximum le recours à la transfusion sanguine et donc au nombre d’animaux utilisés dans le cadre de ce projet. Les animaux déjà prélevés au minimum 8 semaines au préalable et jugés aptes à être reprélevés après examen vétérinaire favorable seront utilisés pour minimiser le nombre total d’animaux dans le projet (utilisation continue).

Raffinement

Pour les animaux donneurs, l'utilisation d'animaux robustes et de grands gabarits sera privilégiée. La procédure de prélèvement est réalisée sous anesthésie générale la plupart du temps ou éventuellement sur animal sédaté. Le suivi renforcé des animaux donneurs pendant 48 heures permettra la mise en place d'un traitement adapté si nécessaire. Pour les animaux receveurs, le recours à la transfusion sanguine constitue le seul traitement contre les conséquences potentiellement létales d'une hémorragie aigüe et qui impliqueraient l'utilisation d'un nouvel animal pour répondre à la question scientifique et aux besoins de l'éxpérimentation. La transfusion sanguine améliore la récupération des animaux utilisés lors des procédures chirurgicales décrites dans les différents projets autorisés du laboratoire. La constitution d'une banque de sang au laboratoire permet de raffiner ces procédures expérimentales.

Choix des espèces

Le recours aux espèces ovine et porcine est justifié par l'utilisation de ces espèces dans les projets autorisés au laboratoire pour l'évalution et la validation de dispositifs médicaux implantables ainsi que leur technique d'implantation. Le principe de compatibilité entre donneur et receveur implique que ces mêmes espèces soient utilisées dans ce projet. Ovins N=25 L'espèce ovine est en volume l'espèce la plus utilisée au laboratoire dans les procédures chirurgicales. Porcins N=15

Injectés sous la peau ou dans le derme, des dispositifs médicaux de type III sont testés sur des rats, des lapins et des cochons, ces derniers pouvant subir jusqu'à vingt biopsies cutanées sous anesthésie générale. 300 animaux non-humains, 200 rats, 50 lapins et 50 cochons, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La plupart sont tués pour prélever les sites d'injection, et une partie des cochons biopsiés peut être gardée en vie pour une réutilisation, 10 animaux non-humains étant déclarés réutilisés toutes espèces confondues, le tout pour constituer des dossiers de mise sur le marché. Le porteur invoque le règlement européen 2017/745 et la norme ISO 10993, et affirme que seule l'implantation "dans un organisme complet et vivant" renseigne sur la réponse inflammatoire.

Objectifs

Le projet a pour objectifs d'obtenir des informations relatives à la tolérance locale de dispositifs médicaux injectables, ainsi qu'au comportement de ces derniers au sein des tissus, notamment en ce qui concerne leur résorption et leur intégration.

Bénéfices attendus

Les projet permettra d'obtenir des données fiables concernant la tolérance, l'intégration et la dégradation des dispositifs médicaux injectables. Il permettra également de répondre aux exigences réglementaires concernant la constitution des dossiers en vue d'une mise sur le marché. Ceci afin d'assurer la sécurité des patients recevant ces produits.ainsi d'assurer la sécurité des patients recevant les produits.

Procédures

Les animaux auront des injections sous anesthésie génér le à J0, pour une durée totale de 5 à 15 minutes/animal. D'autres actes sont envisagés mais non systématiques: Prises de sang: rats sous anesthésie générale 1/semaine maxi pendant 1 mois, puis 1/mois maxi, 30 seconde par acte. Lapins vigiles avec anesthésie locale: 1 fois par semaine maximum pendant 1 mois, puis 1 fois par mois maximum, 1 minute maximum par acte. Porcs: sous anesthésie générale 1/semaine maxi pendant 1 mois, puis 2 fois par mois maximum. Biopsies cutanées chez le Porc: sous anesthésie générale (injection intramusculaire, 30 secondes), maximum 20 biopsies réparties sur la durée de l'étude, durée 15 minutes environ par biopsie.

Impact sur les animaux

Les produits développés sont constitués de produits biocompatiblesen solution aqueuse plus ou moins visqueuse. Il s'agit de composants très bien documentés pour une utilisation chez l'Homme. Ils sont par ailleurs évalués en premier lieu in vitro: les effets néfastes attendus chez l'animal après implantation sont donc mineurs, et constitués majoritairement d'inflammation locale légère à modérée. Dans de rares cas, les implantations intradermiques chez le Lapin peuvent générer des réaction un peu plus fortes, mais restant localisées au niveau du site d'injection.

Devenir

Dans la majorité des cas, les animaux devront être euthanasiés, afin de prélever les sites d'injection à des fins d'analyse. Cependant, chez les porcs, lors d'injections intradermiques, il sera parfois possible de réaliser les prélèvements par biopsie avec un biopsy punch (sous anesthésie générale) et de conserver les animaux en fin d'étude en vue d'une réutilisation.

Remplacement

Les produits étudiés sont d'abord évalués de façon approfondie grâce à des expériences in vitro: culture cellulaire, modèles de peau artificielle, organe isolé. Les essais de tolérance/biocompatibilité in vivo sont indispensables en complément des tests in vitro, lors de la mise au point d'un dispositif médical. En effet, seule l'implantation dans un organisme complet et vivant permettra d'évaluer d'éventuelles réponses immunitaires/inflammatoires ainsi que l'intégration des produits dans les tissus environnants. Par ailleurs, le recours aux animaux est rendu obligatoire par le règlement Européen (UE) 2017/745 tout en suivant la norme ISO 10993, pour l'élaboration des dossiers pour l'obtention d'un marquage CE (équivalent de l'AMM mais pour les dispositifs médicaux) et également demandé pour les dossiers équivalents dans les pays tiers.

Réduction

Le nombre d'animaux à utiliser dans les études réglementaires est imposé par la norme ISO 10993, les préconisations sont donc suivies, sans augmenter inutilement le nombre d'animaux et sans répéter les protocoles. Dans le cas d'études non réglementaires, on veille à n'utiliser que les animaux strictement nécessaires pour l'obtention des résultats voulus, généralement un nombre très inférieur aux exigences réglementaires. La possibilité d'injecter plusieurs produits en différents sites chez un même animal, permet également de réduire le nombre d'animaux utilisés.

Raffinement

Une période d'acclimatation systématique est respectée (durée selon l'espèce animale, mais toujours minimum 1 semaine). Les animaux sont hébergés en groupe et ont accès à un enrichissement spécifique à leur espèce (matériel de nidification pour les rats, blocs/objets à mâcher pour tous les animaux, jouets…). Des points limites, suffisamment prédictifs, permettent de sortir un animal de l’étude en cas d'effet secondaire sévère, ou de mettre en place des traitements pour des réactions locales (application de cicatrisant, administration d'antidouleur) afin que l'animal soit impacté le moins possible. Toues les manipulations des animaux seront réalisées dans un contexte de renforcement positif, basé sur des interactions amicales avec les personnels en charge des soins, afin de permettre des manipulations sans stress et avec un minimum de contraintes. Les actes trop stressants ou douloureux sont effectués sous anesthésie générale: injections à J0, prises de sang chez le Rat, chez le Porc, et biopsies cutanées chez le Porc. Chaque animal bénéficie d’une attention et de soins de qualité pendant les interventions mais aussi en dehors de celles-ci afin d’assurer un bien-être optimal tout au long de la procédure (observation quotidienne et suivi clinique avec pesée minimum une fois par semaine). Quelles que soient les procédures, toute éventuelle douleur est, si nécessaire, rigoureusement contrôlée grâce aux moyens pharmacologiques appropriés (anesthésie/analgésie).

Choix des espèces

Les 3 espèces font parties des espèces préconisées par la norme 10993-6. Le rat et le lapin sont des modèles d'implantation utilisés et maitrisés dans l'établissement utilisateur depuis 2006. Leur taille est suffisante pour permettre l'implantation de plusieurs produits chez un seul animal, l'utilisation de techniques d'imagerie et d'appareils de mesures de paramètres cutanés. Le porc est l’espèce animale se rapprochant anatomiquement le plus de l’Homme ; notamment dans la structure de la peau (couche cornée et ratio derme/épiderme équivalent). Cette similitude permet d'évaluer avec une plus grande certitude l’effet attendu en clinique. Sa taille, plus importante, permet également l'implantation de plus de produits chez un seul animal, permettant alors de réduire le nombre d'animaux utilisé. Ces modèles sont des modèles de choix (nombreuses données dans la littérature). Leurs comportements sont bien connus, ce qui permet de détecter facilement tout signe de douleur et/ou de mal-être. Les rats utilisés seront de jeunes adultes, environ 300g (=en fin de croissance, paramètres physiologiques stables). Les lapins seront âgés d'environ 14 semaines, soit environ 3.5kg (= présence d'un derme suffisamment épais pour que l'implantation intradermique des produits ne génère pas une contrainte mécanique trop importante). Les porcs utilisés seront de jeunes adultes. En effet, leur taille doit permettre un hébergement en animalerie conventionnelle dans de bonnes conditions. D’autre part, leur poids de 35kg à 70kg permettra de travailler sur des structures épidermiques, comparable à celles de l'homme (couche cornée et ratio derme/épiderme équivalent) ; indispensable pour reproduire les conditions attendues en clinique.

Ouvertes par césarienne sous anesthésie générale, leur fœtus sorti pour recevoir un stimulateur cardiaque posé autour du cœur puis replacé dans l'utérus, 10 brebis gestantes et leurs 10 fœtus vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. L'intervention dure trente minutes, avec ventilation par intubation, et le porteur prévoit des douleurs opératoires et postopératoires pour la brebis comme pour le fœtus. Une échographie cardiaque hebdomadaire suit ensuite la gestation jusqu'au terme, puis une radiographie du thorax. Les brebis et les fœtus sont tués après la mise bas, ou pendant l'intervention en cas d'échec d'implantation.

Objectifs

Cette étude sera la 2ème étape d’une étude de faisabilité. En 2023, succès d’implantation d’un pacemaker miniature de nouvelle génération sans sonde chez des lapins par notre équipe. L’objectif de cette 2ème étape sera d’évaluer la faisabilité d’implantation d’un dispositif équivalent chez le fœtus de brebis gestantes pour traiter des troubles du rythme (ralentissement du coeur) chez les fœtus. Après implantation du dispositif sous anesthésie générale par césarienne, puis réintégration chirurgicale du fœtus dans la brebis gestante, le développement du foetus sera surveillé (échographie du fœtus et vérification du fonctionnement du pacemaker) jusqu’au terme de la grossesse. Des traitements analgésiques seront administrés pendant l’intervention et pendant le suivi au cours de la grossesse pour éviter les douleurs chez la brebis gestante et chez le fœtus. Sur une durée de 5 ans, l’étude sera mise en place chez 10 brebis, mais l’étude sera arrêtée dès 2 succès d’implantation consécutifs. Les animaux seront mis à mort près la mise-bas.

Bénéfices attendus

Il n’existe, à l’heure actuelle, aucun traitement efficace chez les fœtus en bradycardie sévère (ralentissement très important du coeur) avec mauvaise tolérance. La seule option est l’extraction par césarienne si le terme de la grossesse le permet, avec les complications connues de la grande prématurité. Si différentes stratégies de stimulation lors de la vie foetale ont été essayées, sans succès chez l’homme, il apparait que le système de stimulation doit être implanté entièrement dans le fœtus, en raison du déplacement des sondes reliant le pacemaker au coeur lié aux mouvements du fœtus quand le boitier du pacemaker est externe ou dans le ventre maternel. Le développement d’une technique de stimulation adaptée est essentiel pour permettre d’accélérer la fréquence cardiaque des fœtus afin de poursuivre le développement normal jusqu’au terme de la grossesse. Cela est d’autant plus importants que le taux de mortalité reste très important mais aussi car le risque de récidive pour un futur enfant chez la même mère est aussi considérable (supérieur à 20%). Cette étude sera la première à évaluer la faisabilité d’implantation d’un pacemaker sans sonde en position épicardique (autour du coeur) chez des animaux de gabarit comparable aux fœtus humains. Si les résultats sont positifs, cette étude sera complétée par une étude chez l’homme.

Procédures

Les animaux seront soumis à 1 intervention chirurgicale sous anesthésie générale et analgésie avec implantation d'un stimulateur sans sonde par voie épicardique (autour du coeur avec stimulateur en position abdominale). La durée de l'intervention est évaluée à 30 minutes. La procédure est prévue chez 10 brebis gestantes avec arrêt de l'étude dès 2 implantations successives avec succès. Injections avant, pendant, et après la chirurgie de traitement antalgique et sédatif par voie intraveineuse (injection en bolus avant et après l'intervention et administration continue pendant la chirurgie). Ventilation invasive avec intubation pendant la chirurgie (30 minutes). Après la chirurgie, échographie cardiaque du fœtus hebdomadaire (durée de l'examen de 10 minutes) jusqu’à la fin de la gestation, et radiographie du thorax en fin d’étude (durée de l'examen

Impact sur les animaux

Pour la brebis gestante : chirurgie pour implantation de pacemaker épicardique (autour du coeur). Douleurs opératoires et post-opératoires pendant le suivi jusq’au terme de la gestation. Stress lié aux échographies cardiaques et à la radiographie thoracique. Pour le fœtus : chirurgie pour implantation du pacemaker. Douleurs opératoires et post-opératoires.

Devenir

Mise à mort soit lors de l'intervention en cas d'échec d'implantation (brebis et foetus) ou si un point limite est observé. En cas de succès d'implantation, mise à mort après la mise-bas. Mise à mort du foetus après mise bas par voie basse également.

Remplacement

L’objectif de ce projet de recherche étant d’évaluer la faisabilité d’implantation de stimulateurs cardiaques sans sonde en épicardique (autour du coeur) chez des animaux de gabarit comparable aux fœtus humains et le fonctionnement optimal de ces stimulateurs cardiaques, ce projet doit donc être réalisé sur des animaux vivants. Le travail préliminaire réalisé chez le lapin a permis de mettre en évidence les avantages et la biocompatibilité de ce type de pacemaker sans sonde.

Réduction

Le nombre d’animaux (n=10 brebis gestantes + 10 foetus maximum pouvant être réduit dès 2 implantations avec succès consécutives) a été discuté de façon collégiale avec les cardiologues pédiatriques, les rythmologues, et les chirurgiens cardiaques, pour être réduit au maximum mais permettre cependant de démontrer la fiabilité de l’approche et d’optimiser la technique d’implantation avant les premières implantations chez des fœtus humains. De plus, les implantations seront prévues 2 brebis par 2 brebis (2 brebis prévues par session), permettant ainsi de réduire le nombre d’animaux en fonction des résultats à chaque étape.

Raffinement

La méthodologie utilisée nous permettra d’assurer l’absence de souffrance inutile et le bien-être des animaux. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum; le milieu est enrichi). Les procédures auront lieu sous anesthésie générale après pré médication. Pendant la période post-opératoire, la brebis est hébergée dans un box commun avec la 2ème brebis de la même session. Le vétérinaire réfèrent du Laboratoire passera une fois par semaine voir les animaux ainsi qu’à la demande des zootechniciens si besoin. Durant les périodes post-opératoires immédiates, le suivi des animaux est quotidien à l’aide d’une grille de suivi des points limites définis a priori (alimentation, perte de poids, difficultés à respirer, douleur, vocalises, aspect de la cicatrice). Les animaux auront un traitement antalgique adapté. En cas de signes externes de souffrance (perte de poids, prostration, fièvre) ou de difficulté à respirer persistante pendant plus de 48h, les animaux seront mis à mort. Des points limites seront également surveillés pour le bien être du fœtus (épanchement autour du coeur, activité cardiaque).

Choix des espèces

La brebis a été choisie car le gabarit du foetus est comparable au gabarit du foetus humain, l'objectif étant d'implanter un pacemaker en épicardique (autour du coeur) pendant la gestation. Les quelques cas d'implantation avec succès d'un pacemaker chez l'animal en gestation ont été rapportés chez la brebis par d'autres équipes (avec utilisation de pacemakers classiques d'ancienne génération). Brebis gestantes à un terme où les fœtus feront entre 600 gr et 800 gr (correspondant au gabarit des fœtus humains entre 22 et 26 SA).L a durée de la gestation chez la brebis est d’environ 147 jours (intervalle entre 142-152 jj). Pour avoir un foetus d’environ 800 gr, cela correspondra à un terme de 13-14 semaines. Brebis gestante l'objectif étant d'implanter les pacemakers sur des foetus pendant la grossesse.

Brûlés en quatre points du dos sous anesthésie générale, 8 mini-porcs subissent ensuite huit renouvellements de pansement et seize biopsies cutanées de 8 mm. Ils vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, sur neuf jours de manipulation, et tous tués à l'issue pour prélever la peau brûlée. L'objet est de tester un pansement régénératif censé éviter les autogreffes chez les grands brûlés, avant tout essai clinique. Le porteur décrit un programme hebdomadaire de jeux, des fruits et légumes quotidiens et un pansement gastrique préventif, dans le même document qui prévoit quatre brûlures profondes par animal.

Objectifs

Le pansement que nous voulons tester est un dispositif médical innovant à 2 composantes : une composante physique et une composante biologique. Celui-ci est destiné au traitement des brûlures chez l'homme. Les 2 composantes physique et biologique ont par ailleurs été testées séparément en laboratoire et sur des brûlures cutanées de mini-pigs. Les objectifs de ce projet sont de tester le pansement dans sa forme finale (composantes combinées) sur les brûlures du mini-pig, en évaluant plusieurs critères : - La tolérance du pansement. - Sa protection contre les contaminations bactériennes. - Le maintien de son intégrité au cours du temps. - La réduction de l’inflammation locale et systémique. - L’impact sur la vitesse et la qualité de cicatrisation. La pertinence de cette étude repose sur la forte ressemblance entre le mini-pig et l’homme à l’échelle de la peau, ce qui est rend les données générées robustes pour une translation vers des études cliniques.

Bénéfices attendus

Les brûlures constituent un problème de santé publique majeur, avec près de 11 millions de personnes dans le monde subissant annuellement des brûlures suffisamment graves pour nécessiter des soins médicaux. Ce problème touche particulièrement les enfants qui représentent près de 50 % des brûlés, et pour lesquels la stratégie thérapeutique la plus souvent choisie est d'effectuer une autogreffe de peau. Le pansement que nous voulons tester est un dispositif médical régénératif innovant, destiné au traitement des brûlures du second degré profond chez l’homme, dans le but d'éviter, lorsque c'est possible, les autogreffes, et de restaurer rapidement l'intégrité du tissu tout en minimisant les infections, la douleur et la cicatrice résiduelle. Son intérêt est aussi d'améliorer la vitesse et la qualité de cicatrisation par rapport aux pansements traditionnels.

Procédures

Les interventions réalisées comprennent 9 jours de manipulation au total (20 à 30 minutes par animal et par jour), sous anesthésie générale : -4 brûlures au total par animal, réalisés en une seule fois (10 minutes). -8 renouvellements de traitement et pansements des brûlures (15-20 minutes). -2 prises de sang (6mL) au total par animal (1 minute). -4 biopsies de peau rondes de 8mm au total par plaie et par animal (5-10 minutes).

Impact sur les animaux

-Douleur due aux brûlures et aux biopsies. -Stress et gêne dus à la présence de plusieurs pansements sur le dos de l’animal. -Stress dû à la manipulation fréquente et à l’hébergement individuel. -Risque d’effets secondaires liés à l’anesthésie fréquente (mais de courte durée) et/ou à l’administration fréquente d’analgésiques. -Risque d’infection des plaies.

Devenir

Le sort des 8 animaux inclus dans cette étude est la mise à mort à la fin du protocole, pour cause de prélèvement d'organes post-mortem, notamment la peau au niveau des différentes brûlures pour analyses des tissus cutanés.

Remplacement

Les études de tolérance et d’efficacité d’un dispositif médical doivent être réglementairement réalisées sur des modèles animaux avant tout essai clinique chez l’homme. Les tests cutanés qu’il est possible de faire en laboratoire ont été appliqués avant d’envisager le modèle animal mais ceux-ci génèrent peu de données ; la peau est en effet un tissu complexe et la cicatrisation un mécanisme auquel participent une multitude de cellules et de facteurs, qui ne peut être reproduit dans un laboratoire.

Réduction

Après une étude pilote, le nombre d’animaux inclus dans cette étude a été validé par une méthodologiste statisticienne et assure un nombre optimal d’individus pour générer des résultats robustes et exploitables.

Raffinement

Dans la conception de ce projet, l’ensemble des procédures ont été bien étudiées afin de générer des données robustes et exploitables tout en respectant les critères du bien-être animal et en limitant sa douleur et son stress. Les animaux disposent de nourriture adaptée, diversifiée et enrichie quotidiennement (fruits et/ou légumes), d’eau en accès libre et d’un programme hebdomadaire de jeux et activités. De plus une attention particulière sera apportée au confort digestif des animaux 1- par continuité de l’alimentation entre élevage et animalerie et 2-par apport d’un pansement gastrique avant alimentation une fois par jour aux porcs pour diminuer le risque d’ulcère gastrique. Pendant toutes les manipulations, les animaux seront installés sur un tapis chauffant, et les interventions seront réalisées sous anesthésie générale, suivies d’un traitement approprié contre la douleur. Les animaux seront surveillés 3 à 6 fois par jour pour noter le moindre signe clinique apparent et lancer une prise en charge adaptée ; un suivi des points limites stricts et spécifiques au projet est donc réalisé tout au long de la procédure. Les animaux seront hébergés collectivement pendant la phase d’adaptation. Après début de la phase expérimentale à proprement parler, les animaux seront séparés pour permettre le déroulement des expérimentations dans de bonnes conditions. Un hébergement collectif n’est pas possible durant cette phase à cause des risques d’arrachement des pansements avec des comportements de grignotage des pansements entre congénères. Les porcs seront cependant hébergés au sein d’une même pièce, dans des boxes accolés avec contact olfactif, visuel et auditif.

Choix des espèces

Les nombreuses similitudes entre l’homme et le porc en termes d’anatomie et de physiologie cutanée en font un excellent modèle animal pour l’étude de l’efficacité du pansement sur la cicatrisation des brûlures cutanées. Les animaux sont adultes. La croissance d’un jeune animal pourrait affecter et probablement améliorer la cicatrisation, ce qui introduirait un biais dans l’analyse.