Mammifères "de rente"
modèle porcin de syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) avec lésion alvéolaire épithéliale directe par instillation d’acide chlorhydrique
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
Transportés le matin même de l'expérience, sédatés dès leur arrivée, pesés puis installés sur la table d'opération, 30 porcelets de deux mois sont opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil. Un cathéter est placé dans l'artère fémorale droite, une voie centrale dans la veine jugulaire, puis 18 d'entre eux reçoivent une instillation d'acide chlorhydrique dans les poumons pour provoquer un syndrome de détresse respiratoire aiguë. Quatre heures de suivi sous anesthésie générale s'ensuivent, avant une injection létale de thiopental et le prélèvement des tissus pulmonaires. Le porteur retient le porcelet parce que la taille de ses poumons approche celle des poumons humains, ce qui permet un monitorage ventilatoire aussi précis que chez l'être humain.
Objectifs
Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) est une affection fréquente en réanimation et responsable d’une mortalité élevée. Il se caractérise par des lésions alvéolaires et une diminution sévère de l'oxygénation dans le sang. Actuellement, seule une approche protectrice de la ventilation mécaniques a permis de réduire la mortalité associée au SDRA au cours des dernières années. Le récepteur RAGE ( Receptor for Advanced Glycation End-products) est un récepteur exprimé à la surface de nos cellules, largement retrouvé dans les cellules alvéolaires. Son activation entraine divers mécanismes de régulation intra cellulaire : mort cellulaire, inflammation ou prolifération. Nous avons participé à démontrer que RAGE joue un rôle dans la pathogénie du SDRA. Une stratégie d’inhibition de RAGE, par l’administration d’antagoniste tel que RAP (RAGE antagonist Peptide) serait une cible thérapeutique prometteuse au cours du SDRA. D’autre part, notre équipe a pu mettre en évidence les effets bénéfiques d’une sédation inhalée par sévoflurane chez des patients présentant un SDRA à travers un essai monocentrique, contrôlé et randomisé. En effet, le sévoflurane améliorait l’oxygénation, diminuerait les niveaux alvéolaires et plasmatiques de sRAGE, forme soluble de RAGE, par rapport à une sédation par agent intraveineux. Les effets de cet halogéné sur l’inflammation, la résorption de l’œdème pulmonaire ont été, par la suite, mis en évidence dans un modèle murin de SDRA. Nous avons, à travers ce projet, la volonté de conjuguer ces résultats obtenus chez la souris à un modèle expérimental de SDRA chez un plus gros animal, le cochon. En effet, le recours au modèle porcin, se rapprochant plus de la pratique clinique, nous semble nécessaire en termes de mécanique et de stratégie ventilatoire afin de mieux appréhender les effets d'une modulation de RAGE. L'utilisation du modèle porcin permettra aussi de confirmer les résultats obtenus chez le petit rongeur sur les effets bénéfiques d'une modulation de ce récepteur, au cours du SDRA expérimental et de confirmer les effets du sévoflurane inhalé dans ce modèle animal.
Bénéfices attendus
L'instillation d'acide chlorhydrique reproduit dans un modèle porcin, les symptômes majeurs retrouvés dans le SDRA humain: survenue aiguë de lésions alvéolaires menant à une diminution sévère de l'oxygénation dans le sang avec diminution de la clairance liquidienne alvéolaire; altération de la perméabilité alvéolo-capillaire et réponse inflammatoire. La clairance alvéolaire étant la capacité de réabsorption de fluides au sein des alvéoles. L'inhibition de la voie RAGE par l'injection intraveineuse de son antagoniste RAP permettra de mieux décrire l'implication de RAGE au cours du SDRA. Une stratégie visant à accélérer la réparation alvéolaire; la clairance alvéolaire pourrait être bénéfique au travers de l'utilisation de sévoflurane inhalé.
Procédures
L'expérimentation durera pour chaque cochon, 6h découpées comme tel: 1h pour la préparation préopératoire ( prémédication; pesée de l'animal); la ventilation et la préparation chirurgicale de l'animal. 5h pour l'instillation d'HCl; les 4 heures de suivi sous anesthésie générale et l'euthanasie de l'animal. Sous anesthésie générale, l'ensemble des animaux subiront une procédure chirurgicale (n=30). Un abord chirurgical fémoral droit permettra de placer un cathéter dans l’artère fémorale droite pour une surveillance en continu de la pression artérielle et du débit cardiaque, et prélèvements sanguins. De plus, une voie veineuse centrale sera mise en place dans la veine jugulaire interne droite pour l'administration des drogues d’anesthésie, des fluides de remplissage vasculaire et de la mesure de la pression veineuse centrale. Selon les groupes à l'étude, 18 animaux subiront une instillation d'HCl.
Impact sur les animaux
Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA)créé par l'intillation d'acide chlorhydrique va engendrer une détresse respiratoire aiguë chez l'animal dans les groupes "HCl" mais cette phase est résolutive grâce au maintien des animaux sous sédation et avec un apport en oxygène tout le long de l'expérimentation.
Devenir
L'ensemble des animaux sera euthanasié par injection intraveineuse de thiopental à une dose de 60 mg/kg afin de réaliser un prélèvement post-mortem de tissus pulmonaires.
Remplacement
Des méthodes alternatives sont disponibles au sein de notre équipe. L'axe de recherche translationnelle de notre équipe sur les implications de RAGE au cours du SDRA, comporte des investigations cliniques et des expérimentations sur modèles cellulaires. Pourtant, seule l'utilisation de modèles animaux nous permet d'envisager une vrai translation entre les données obtenues in vitro et les données cliniques.
Réduction
En accord avec les principes éthiques des 3Rs, il a été convenu de considérer un nombre minimal d’animaux par groupe pour réduire le nombre total d’animaux utilisés mais permettant d'établir la significativité statistique. Nous utiliserons aussi bien des mâles que des femelles pour nos expériences. En prenant en compte ces considérations, le nombre d'animaux nécessaires à ce projet sera de 30 porcelets.
Raffinement
Les animaux ne seront pas hébergés par l’établissement utilisateur mais transportés le jour-même de l’expérimentation dans un véhicule climatisé et adapté au transport d’animaux de rente. Chaque animal aura un accès à volonté à l’eau durant le transport. Les animaux seront restreints en nourriture depuis la veille de l’expérimentation afin d’éviter tout risque de vomissement et par conséquent d’étouffement pendant l’anesthésie générale. Les porcelets seront sédatés dès leur arrivée au sein de l'établissement utilisateur afin de les tranquilliser pour faciliter la pesée et leur installation sur la table d’opération. Les “points limites” (ou critères d’arrêt de l’expérimentation en cours) choisis sont: - Hypothermie si >ou = à 34°Cet signe de détresse respiratoire chez le porc sans support ventilatoire et sans anesthésie. Si au moins un des points limites est atteint, les animaux seront sédatés par un coktail d'anesthésiant.
Choix des espèces
Le modèle porcin permet de réaliser des études morphologiques de la cinétique des lésions induites au cours du SDRA expérimental et de leur résolution. La taille des poumons porcins est proche de celle des poumons humains, ce qui rend possible l’application de stratégie ventilatoires pouvant se rapprocher le plus possible de la clinique et un monitorage ventilatoire (compliance, élastance…) aussi fiable et précis que chez l’Homme. Des porcelets blancs de race Landrace de 10 à 15kg et âgés de 2 mois environ seront utilisés.
Effet de l’analgésie maternelle et fœtale sur l’hémodynamique et les échanges transplacentaires. Etude expérimentale chez la brebis gestante
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
Les brebis gestantes et les agneaux qui présentent des signes de souffrance ou d'infection après une manipulation peuvent être mis à mort par injection. 212 moutons vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Au 125e jour d'une gestation de 145 jours, chaque brebis est opérée environ quatre heures sous anesthésie générale et son fœtus reçoit des cathéters vasculaires, puis une anesthésie loco-régionale permet des prises de sang sur le fœtus, huit par journée de manipulation, la même brebis étant utilisée pour plusieurs expériences dès le quatrième jour. L'équipe mesure l'effet d'une anesthésie de césarienne, d'une péridurale ou d'une sédation du fœtus sur son cœur, sa tension et son sang. Le porteur déclare 20 adoptions, tout en écrivant qu'à la fin des procédures expérimentales, les animaux non-humains utilisés sont mis à mort.
Objectifs
La majorité des patientes en salle de naissance bénéficie d’une analgésie devant les douleurs entraînées par les contractions utérines lors du travail. Leur mise en place peut provoquer une instabilité de la fréquence cardiaque et de la tension artérielle maternelle transitoire lors de l’injection des médicaments, et entraîner des anomalies du rythme cardiaque fœtal. L’impact d'une césarienne ou d'une anesthésie générale ou d'une péridurale maternelle sur l’hémodynamique fœtale et le retentissement sur le système nerveux autonome reste peu connu, et sa compréhension est nécessaire afin de diminuer la morbi-mortalité fœtale.
Bénéfices attendus
Nous nous attendons à observer une modification des paramètres fœtaux sanguins et cardiaques plus importante en cas d’analgésie type césarienne par rapport aux autres analgésies. L’impact serait en pratique clinique d’adapter l’analgésie maternelle pour diminuer le risque d’hypoxie foetale et ses complications (lésions cérébrales anoxo-ischémiques). Cette étude permettra également de déterminer l’effet sur le coeur et la tension artérielle des sédations foetales lors d’une réanimation à cordon intact afin d’optimiser la prise en charge des nouveaux-nés vulnérables.
Procédures
Chaque brebis sera soumise à une chirurgie sous anesthésie générale d'une durée d'environ 4 heures, une seconde anesthésie cette fois loco régionale sera réalisée sans objectif d' incision mais uniquement pour les prélèvements sanguins chez le foetus, ces prélèvements serviront pour la vérification des gaz du sang (valeur de pH, quantité d’oxygène et de dioxyde de carbone dans le sang etc), et l’évaluation du retentissement de l’anesthésie effectué. Les quantités prélevées seront de 0,3 ml à raison de 8 prélèvements par journée de manipulation. Chez la brebis ces prélèvements serviront à évaluer le retentissement son état sanguin en comparaison à l'état sanguin de son foetus.
Impact sur les animaux
L'effet indésirable attendu serait la douleur modérée pendant et suite à la chirurgie de la brebis gestante, dont la prise en charge de la douleur est optimisée pendant les manipulations et par un protocole anti douleur après les manipulations durant 3 jours par Buprénorphine.
Devenir
Après une évaluation de l’état général des brebis à l’issue de la chirurgie par l’expérimentateur (sensibilisé au bien-être animal) et les zootechniciens, les animaux ne seront pas euthanasiés en vue de l’expérimentation chronique. Ils seront hébergés dans une animalerie conventionnelle et agréée. après manipulation et si nécessaire, une euthanasie peut être effectué par une injection médicamenteuse des brebis et des agneaux (en cas de signe de souffrance ou d’infection) A la fin de ces procédures expérimentales, les animaux sont euthanasiés.
Remplacement
L’étude du fœtus humain n’est possible qu’en cas d’expérimentation non invasive et après validation des hypothèses au préalable chez l’animal. En effet d’un point de vue éthique, il n’est pas justifié de réaliser une expérimentation qui comporte un risque de perte fœtale (la réalisation de prélèvements sanguins ou la mesure de façon invasive de la pression artérielle moyenne sur le fœtus par abord cordonal est techniquement possible mais avec un risque de perte fœtale de 3 à 10%). Aucun modèle non animal ne pourrait permettre de réaliser ce projet.
Réduction
Plusieurs procédures expérimentales sont incluses dans ce projet. Les fœtus d’agneau seront leur propre témoin ce qui limitera le nombre d’animaux nécessaires pour le protocole. L’étude consistera à comparer l’état de base des paramètres de fréquence cardiaque et pression artérielle des foetus, de leur signal cérébral et des paramètres sanguins à la réponse obtenue lors d’une analgésie et sédation maternelle et fœtale. La réponse des fœtus d’agneau étant habituellement très reproductible d’un animal à l’autre, un effectif faible (environ 8 à 12 animaux par groupe expérimental) est suffisant.
Raffinement
Chaque brebis arrive 10 jours au moins avant la date de la chirurgie afin de s'acclimater à son nouvel environnement. Les brebis sont livrées au minimum par 2 afin de réduire le stress du transport. Les brebis sont hébergées à plusieurs en permanence dans les box et aucune brebis ne sera seule hébergée afin de réduire le stress lié à la solitude. La manipulation sera effectuée sous anesthésie générale avec un protocole spécifique d'anesthésie, d'anti douleur et d'antibiotique préventif. Les expérimentations seront débutées 4 jours après la chirurgie et une même brebis sera utilisée pour plusieurs expérimentations afin d’optimiser au maximum l’utilisation de l’animal.
Choix des espèces
Le modèle animal doit avoir des caractéristiques morphologiques et physiologiques proches du modèle humain. C’est le cas de la brebis, qui est un mammifère avec une gestation de singleton ou de jumeaux, dépendante du placenta et de la circulation foeto-placentaire. Le poids et la circulation du fœtus d’agneau sont proches de ceux du fœtus humain. Sa taille est suffisante pour permettre la pose de cathéters vasculaire, en limitant le risque de perte fœtale liée à la chirurgie. Des études sur plusieurs jours sont possibles chez le fœtus d’agneau instrumenté ce qui permet de limiter le nombre d’animaux par projet. Ce modèle est reconnu par la communauté scientifique comme le modèle animal le plus proche pour étudier la physiologie fœtale, ce qui justifie la pertinence de notre choix. Notre protocole de recherche est sur le foetus. Il est donc nécessaire d’utiliser des brebis gestantes. Notre expéri-mentation aura lieu lors du dernier tiers de la gestation (intervention à 125 jours pour un terme de 145 jours). Cet âge gestationnel est nécessaire pour que le fœtus soit suffisamment gros pour la chirurgie, pour la pose de cathé-ters vasculaires (2500 à 3000 g) et pour limiter les risques de perte fœtale per opératoire.
Formation des techniciens aux injections et prélèvements
- Formation professionnelle
Moutons : 10
Poules : 10
Dindes : 10
Autres oiseaux : 10
Dix chevaux, dix moutons, dix poules, dix dindes et dix autres oiseaux sont utilisés pour entraîner des techniciens aux piqûres, aux prélèvements de sang et à la mise à mort, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Chaque animal peut recevoir deux à trois injections d'eau physiologique de trois à dix secondes, et des prélèvements de cinq millilitres. Le porteur affirme que la formation sur animaux est "indispensable" à la qualification du personnel et qu'il n'existe pas de mannequin en plastique pour ces espèces. Les équidés, moutons, dindes et autres oiseaux sont pour moitié réutilisés et pour moitié proposés à l'adoption, les dix poules étant tuées par ponction cardiaque sous anesthésie.
Objectifs
Le projet consiste en la formation du personnel aux techniques standards de prélèvements de sang ou autre tissus, d’injections de substances et d’euthanasie chez le cheval, les mouton, les poules, les oies et les dindes. La formation sur animaux est indispensable pour la qualification du personnel (et son maintien) et la maitrise des gestes techniques afin de pouvoir observer que ceux-ci correspondent bien aux règles de l’art et qu’aucun impact clinique n’est constaté suite à la réalisation des gestes techniques.
Bénéfices attendus
Les bénéfices escomptés résident dans l’exécution appropriée de tous les gestes techniques sur animaux lors des études sur le site.
Procédures
Les animaux sont soumis à des prélèvements et ou à des injections. Une injection est réalisée en 3 à 10 secondes. Un animal peut être injecté 2 à 3 fois pour les besoins de la formation. Le produit utilisé est de l’eau physiologique stérile. Concernant les prélèvements, les volumes sont limités (5ml suffisent pour l’apprentissage). Le prélèvement dure de 5 à 30 secondes
Impact sur les animaux
Pas ou peu d’effets indésirables sont attendus. Les gestes techniques sont simples. Le compagnonnage permet de veiller à la bonne application des gestes.
Devenir
A l’issu d’un test, les animaux seront soit proposé à l’adoption, soit réutilisés pour le même projet ou un projet différent. Une évaluation vétérinaire est toujours associée à cette décision. Ce n’est toutefois pas le cas des poules qui sont euthanasié suite à la ponction cardiaque sous anesthésie générale
Remplacement
La formation théorique à l’aide de photos ou vidéos est toujours réalisée en première intention. Pour les espèces concernées par ce projet, il n’existe pas de modèles d’imitation en plastique pouvant être utiliser pour la formation pratique aux injections. Lorsqu’il est incontournable d’utiliser des animaux vivants, le nombre est minimisé au maximum afin de garantir la maîtrise du geste par le technicien. Tous les gestes techniques ont été revus et sont approuvés par la SBEA. Un travail de veille (via la bibliographie et la participation à des évènements extérieurs tel que des congrès) est réalisé afin de faire évoluer les techniques et intégrer des techniques de remplacement.
Réduction
Dès que possible, la réévaluation ou la qualification aux gestes techniques s’effectue directement lors du test afin d’éviter de commander des animaux spécifiquement pour la formation. Le nombre d’animaux impliqué dans ce projet de formation est estimé à 2 animaux de chaque espèce concernée sur le site par an. Aucune statistique n’est nécessaire dans le cadre de ce projet.
Raffinement
Le geste technique est réalisé par la personne formée en présence d’un compagnon qui peut mettre fin au geste en cas d’échec. L’expérience passée lors des séances de formation antérieure à cette demande, permet d’être confiant sur la méthode. Il n’y a jamais eu d’échec lors de la formation. Les injections sont réalisées avec de l’eau Physiologique. Le stress durant l’hébergement est limité par l’hébergement en groupe des animaux et l’enrichissement de leur environnement. Les protocoles de prélèvements terminaux sont classés « sans réveil ». La souffrance est réduite par le recours à l’anesthésie : c’est le cas pour les injections et les ponctions intracardiaques. Les animaux sont systématiquement prélevés dans des installations séparées des zones d’hébergement. Une récompense alimentaire est prévue après chaque geste technique et lors de mouvements d’animaux. Les principaux points limites induisant la reprise en main par le formateur sont : Pour les gestes sur animaux vigiles, l’apparition: - d’un mouvement de l’animal - d’un saignement - d’agressivité envers l’opérateur Pour les gestes sur animaux anesthésiés, l’apparition : - d’un saignement -d’une apnée
Choix des espèces
La formation du personnel doit prendre en compte toutes les espèces sur lesquelles il pourra être amené à réaliser des gestes techniques. Ces espèces sont définies et justifiées dans les projets d’expérimentation de notre site. Les animaux utilisés sont au même stade de développement que celui auquel ils sont utilisés dans les différentes études du site. Les animaux sont donc généralement utilisés sevrés
Evaluation d’un dispositif médical d’ablation par micro-ondes pour le traitement de tumeurs pulmonaires
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles respiratoires
- Tests réglementaires
- Contrôles de qualité
Soumis à une bronchoscopie de quatre à cinq heures sous anesthésie générale au cours de laquelle une zone de leur poumon est brûlée par micro-ondes, 25 cochons de 40 à 70 kg sont tués à l'issue pour analyse histologique, 17 d'entre eux sans reprise de conscience. Le porteur annonce comme complications possibles des saignements, une défaillance respiratoire, un pneumothorax, une pneumonie ou une pleurésie. L'objet du projet consiste à vérifier la performance et la sécurité d'un dispositif commercial d'ablation thermique avant son emploi sur des patients. Le porteur revendique l'intérêt de l'approche sans réveil parce qu'elle permet de multiplier les ablations sur peu d'individus, et invoque les attentes des autorités sanitaires pour écarter les essais sur tissus.
Objectifs
Le cancer du poumon est le 3ème cancer le plus fréquent et la 1ère cause de décès par cancer en France. Entre 2010 et 2023, si l'incidence de ce cancer diminue légèrement chez l’homme (-0,5 % par an), elle progresse fortement chez la femme (+4,3 % par an). Le taux de survie nette à 5 ans augmente mais reste mauvais, en effet au niveau mondial le nombre de décès est estimé en 2020 à 1 796 144 tous sexes et âges compris. Il existe différentes approches thérapeutiques face à ce cancer, incluant entre autres des approches chirurgicales permettant la destruction (l’ablation) des tumeurs en leur appliquant une source d’énergie ciblée, nécrosante. L’objectif du projet est d’évaluer la performance et la sécurité d’un nouveau dispositif médical, qui vise à traiter les tumeurs du poumon périphérique par ablation thermique, avant son application chez le patient.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à vérifier que ce dispositif d’ablation thermique peut être utilisé en sécurité pour traiter efficacement des zones pulmonaires localisées, en alternative aux approches qui nécessitent une thoracotomie, et ainsi apporter une solution thérapeutique mini-invasive supplémentaire contre le cancer du poumon.
Procédures
Un premier groupe d'animaux sera soumis à un examen d'imagerie scanner (rayons X) sous anesthésie d'une durée de 30 minutes, puis, 3 jours après, une chirurgie pulmonaire mini-invasive (accès par voie endobronchique) sera réalisée sous anesthésie générale, d'une durée de 4 à 5 heures. Un deuxième groupe sera soumis au même examen d'imagerie sous anesthésie de 30 minutes, puis, 3 jours après, à la chirurgie pulmonaire mini-invasive sous anesthésie générale de 2 à 3 heures, puis après 4 semaines, à un contrôle d'imagerie sous anesthésie de 30 minutes.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables pour les animaux sont liés à l’anesthésie (nausée, désorientation, hypothermie, irritation trachéale) et à l’intervention chirurgicale au niveau des voies respiratoires dont les complications peuvent être des saignements, une défaillance respiratoire (obstruction des voies bronchiques, désaturation en oxygène, pneumothorax) ou l’infection (pneumonie, pleurésie).
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin de la procédure afin de réaliser des analyses histologiques des organes traités.
Remplacement
Cette étude vise à évaluer la capacité du dispositif médical à effectuer une ablation tissulaire (coagulation) dans les poumons. De nombreux tests sur tissus synthétiques et organiques ont déjà été réalisés. Mais les études ex-vivo n'intègrent pas les effets du flux sanguin qui ont un impact considérable sur le transfert de chaleur et, par conséquent, sur l'étendue des dommages tissulaires induits par l’ablation thermique. En outre, les propriétés diélectriques des tissus peuvent également varier entre l'in-vivo et l'ex-vivo (en raison de la déshydratation), ce qui crée un environnement d'ablation inexact pour tester le dispositif. Selon les considérations générales des autorités sanitaires, les études sur les animaux sont nécessaires pour fournir des preuves initiales de la sécurité des dispositifs, de leur performance potentielle lorsqu'ils sont utilisés dans un système vivant, et de la réponse biologique qu'un système vivant peut avoir à l'égard du dispositif.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit eu mieux pour obtenir des résultats statistiquement significatifs et conclure sur la fiabilité et l’efficacité du dispositif. L’approche aigue permet de réaliser un grand nombre d’ablations et de démontrer la performance du dispositif : les animaux n’étant pas réveillés, il est possible d’obtenir de nombreuses données sur un faible effectif animal. L’approche chronique se limitera à l’évaluation de la sécurité sur la base d’une à 2 ablations par animal. Des tests de faisabilité sur quelques individus seront réalisés en amont, avant d’engager des lots d’animaux dans les tests règlementaires.
Raffinement
Les porcs sont hébergés en groupe social, dans des box enrichis de jouets, avec une période d’acclimatation avant l’opération. Les paramètres environnementaux sont contrôlés, des récompenses sont distribués pour familiariser les animaux aux manipulations (prise de température, auscultation, palpation). Toutes les procédures chirurgicales sont réalisées sous anesthésie générale, avec couverture antalgique et monitoring des fonctions vitales. Un expert pneumologue réalise les gestes spécifiques liés à la bronchoscopie, au déploiement et à l’utilisation du dispositif. Les animaux en survie sont étroitement surveillés jusqu’à leur réveil et durant les jours suivant l’intervention. Une vidéosurveillance 24h/24 permet un suivi visuel des comportements en animalerie et une intervention rapide du vétérinaire en cas d’anomalie. Une grille d’évaluation de la douleur est établie avec la conduite à tenir en cas de complications. Des points limites sont définis pour arrêter la procédure en cas de souffrance.
Choix des espèces
Des porcs charcutiers, mâles ou femelles de 4 à 6 mois sont retenus pour ce projet. A cet âge ils pèsent entre 40 et 70 Kg et leur anatomie pulmonaire est comparable à celle de l’homme. Cela permet de réaliser une bronchoscopie dans les mêmes conditions que chez le patient.
Phénotypage de porcs issus de races, lignées et croisements pour la sélection, le développement de nouveaux critères et le suivi des évolutions
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Soumis à des prélèvements de cartilage d'oreille, de sang, de salive et de fèces, parfois avec une corde passée autour du groin, 13 230 cochons sont utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Aucun n'est tué au titre de la procédure, tous réintégrant leur groupe d'engraissement jusqu'à 115 ou 125 kg, le RNT mentionnant par ailleurs des mesures effectuées à l'abattoir. Le porteur indique que la décision de les garder en vie revient au responsable du projet, au responsable de l'élevage et à la structure chargée du bien-être des animaux non-humains. L'objet déclaré est d'affiner les critères de sélection génétique de la filière porcine française, la surface allouée étant de 1,1 m² par animal.
Objectifs
Le projet consiste à participer au contrôle des performances des animaux de races et lignées et au suivi des performances des animaux croisés qui en sont issus, à travers un protocole de contrôle de performances du post-sevrage vers trois semaines d’âge à la fin de leur engraissement vers 115 ou 125kg. L’obtention de performances classiquement relevées en élevages de sélection, en parallèle de mesures novatrices ou plus complexes à recueillir, ainsi que de mesures à l’abattoir, permet de conforter l’évaluation des animaux des races utilisées couramment en France mais aussi de tester de nouveaux critères d'évaluation et leur applicabilité sur le terrain afin d’explorer de nouvelles voies d’amélioration génétique.
Bénéfices attendus
Les objectifs du projet sont pérennes, en recueillant en un lieu unique des données d’animaux de différentes origines, mais apparentés, pour une meilleure précision des schémas de sélection porcin français ou la connaissance des croisements qui en sont issus. Ces données sont évolutives avec l’avancée de la sélection et nécessitent une veille en continu. En outre, le recueil de performances nombreuses sur peu d’animaux peut permettre d’éprouver de nouveaux critères de sélection.
Procédures
Prélèvements sur animaux vigiles : prélèvements de cartilage d'oreille : 1 à 2, ce prélèvement ne prend que quelques instants ; prélèvements de fèces : 4 maximum (5 minutes maximum) ; prélèvements de sang : 3 maximum (2 minutes maximum) ; prélèvements de salive : 5 maximum (30 secondes maximum, avec un second essai en cas d’échec, sur une durée de 5 minutes maximum).
Impact sur les animaux
Les procédures mises en œuvre dans ce protocole sont d'un degré de sévérité modérée du fait de la possible accumulation de certains prélèvements sur une partie des animaux : prélèvements de cartilage à l'oreille, sang, salive, fèces, mesures par échographie à ultrasons. Les contentions, si elles sont nécessaires aux prélèvements ou observations, sont le maintien en cage individuelle, ou dans les bras par un technicien animalier ou à l'aide d'une corde autour du groin, toujours brèves, inférieures à 5 minutes et assurées par du personnel compétent sur l'espèce porcine.
Devenir
L’ensemble des animaux réintégreront leur groupe d’engraissement à la fin de la procédure expérimentale. La décision de garder en vie les animaux revient au responsable du projet en coordination avec le responsable de l’élevage et la Structure de Bien-Etre Animal de l'établissement utilisateur.
Remplacement
Les mesures sur animaux sont requises car l’objectif est la sélection des animaux, le suivi de l’évolution de leurs performances et l’exploration l’intérêt de caractères prospectifs (l’efficacité digestive, etc.) sur eux ou leurs issus croisés.
Réduction
Certaines mesures restent uniquement réalisables en station ou à l’abattoir sur les animaux phénotypés en station, pour celles-ci il n’existe pas d’alternative satisfaisante et peu de corrélation avec les mesures réalisées en élevages. La station est aussi un outil privilégié pour la réalisation d’expérimentations et de comparaisons de performances d’animaux de différentes races, lignées ou croisement, ou élevages intra type génétique, dans un environnement unique. Les effectifs sont ceux autorisés par la capacité de la station et permettent d’améliorer la précision des valeurs génétiques estimées et l’efficacité des programmes de sélection. Tous les animaux ne sont pas soumis à l’intégralité du protocole, les mesures invasives sont limitées au nombre strictement nécessaire : l’apposition d’une seconde boucle munie d’un système de suivi à distance pour enregistrer les mouvements des animaux, les prélèvements de fèces, les prises de sang ou recueil de salive ne concerneront chacun pas plus du tiers des animaux ; un animal pouvant être soumis à aucune de ces procédures comme au protocole complet. Les effectifs de porcs croisés entrant en station doivent être suffisants pour permettre de déceler des différences sur les critères de consommation, croissance et qualité des carcasses.
Raffinement
Ce protocole est réalisé dans un bâtiment entièrement dédié. Les salles de post sevrage sont équipées d'auges collectives avec aliment sec, d'un abreuvoir, de lampes chauffantes, radiateurs mobiles et les cases sont enrichies avec des jeux manipulables. Les salles d'engraissement que les porcelets rejoignent après le post sevrage, sont équipées chacune d'une station d'alimentation automatique individuelle avec plateau de pesée automatique et d'un abreuvoir permettant de mesurer les consommations d'aliment et croissances individuelles des animaux élevés en groupe en conditions proches de celles rencontrées pratiquement en élevage de sélection. L’environnement des animaux en engraissement est aussi enrichi par des jeux manipulables. L’ensemble des procédures sera réalisé par du personnel expérimenté et en respectant des points limites afin de réduire la souffrance et la douleur des animaux. Les mesures de raffinement consisteront à réduire le plus possible l’intensité et la durée de la douleur ou du stress que peuvent engendrer les interventions. La durée des contentions des porcs sera limitée à 5 minutes. Les prises de sang seront stoppées au bout de 2 minutes. Les collectes de fèces ou de salive seront aussi interrompues si sans succès au bout de 5 minutes. Les animaux sont surveillés quotidiennement et le seront plus particulièrement après chaque intervention.
Choix des espèces
Le porc est l’espèce cible des projets. Leur but est en effet de participer à la plus fine connaissance des races et leurs issus et le cas échéant de participer à l’élaboration de nouveaux critères pouvant être mis à la disposition de la filière porcine. Les animaux sont élevés en groupes de 14 individus issus d’un même élevage. Chaque bande regroupe neuf lots de 14 individus d’âges proches, et est hébergée dans une salle de neuf cases collectives. Les porcelets entrent en station en post-sevrage (3 ou 4 semaines d’âge) où ils restent cinq à sept semaines selon leur poids de livraison. Ils sont ensuite transférés en salle d’engraissement par case entière, en une ou deux fois par bande, et y demeurent jusqu’à la fin de leur engraissement (vers 115 à 125kg). Les animaux sont hébergés dans des conditions similaires à celles des animaux de ferme élevés dans un but commercial. La surface par animal (1,1 m² / animal) répond aux normes fixées dans les directives 98/58/CEE,91/629/CEE et 91/630/CEE (>0,65 m² / porc pour les animaux jusqu’à 110kg).
Optimisation de l’ouverture de la barrière hémato-encéphalique par une approche d’ultrasons chez le porc pour la délivrance ciblée de médicaments
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Pour régler un système à ultrasons qui ouvre la barrière entre le sang et le cerveau, dans une collaboration entre entreprises privées et laboratoire public, 6 cochons d'environ trois mois vont être opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil. Pendant trois à cinq heures, chacun reçoit des cathéters dans la veine jugulaire et la carotide, subit une ouverture du crâne avec pose d'un implant, puis des injections de produits de contraste et des examens IRM. Le porteur annonce une hausse locale de température de 1,5 °C et une micro-hémorragie, sans douleur ni souffrance selon lui puisque l'animal reste anesthésié. Les gestes nouveaux sont d'abord répétés sur les corps d'animaux non-humains tués dans d'autres protocoles. Le porteur justifie la mise à mort finale par une chirurgie qui ne permettrait pas une récupération "sans nuisance majeure".
Objectifs
Les systèmes de génération d'ultra-sons pour ouvrir la barrière hémato-encéphalique (BHE) sont utilisés dans le traitement de certains cancers du cerveau. Leur utilisation pour d'autres maladies cérébrales à ouvert de nouveaux espoirs. Cependant, leur utilisation pour des méthodes ne visant pas la destruction cellulaire, requière de nouveaux tests et mise au point en recherche pré-clinique. Ce projet est une collaboration entre des entreprises privées et un laboratoire publique. Grâce à une première collaboration sur modèle rongeur, nous avons pu optimiser les paramètres acoustiques et développer une nouvelle méthode d'analyse d'image utilisant 2 marqueurs de perméabilité membranaires afin de mieux quantifier l'ouverture de la BHE. L'objectif technique de la présente étude pré-clinique vise à valider notre méthode et sa performance sur un modèle plus proche de l'homme (pour les paramètres ultrasonores d'ouverture de la BHE), sur une autre modalité d'imagerie plus proche de la clinique (IRM) en comparant deux agents de contrastes de tailles différentes.
Bénéfices attendus
L'objectif moyen-terme du projet vise à permettre le démarrage des essais cliniques dans le traitement de maladies cérébrales afin d'évaluer si la méthode permet d'augmenter l'entrée des médicaments dans le cerveau. En effet, une première version du système est déjà utilisée en cancérologie. Néanmoins, l'utilisation à des fins de protection cellulaire et non de destruction cellulaire, pour d'autres pathologies cérébrales nécessite une meilleure caractérisation et calibration du système ultrasonores de sorte à ne pas induire de lésions thermiques. L'intérêt long-terme réside l'utilisation de cette méthode en pratique clinique courante dans le traitement pharmacologique des maladies cérébrales.
Procédures
L’animal est anesthésié profondément tout au long de l’expérimentation, jusqu’à l’euthanasie, soit environ 3-5h. L’expérimentation consiste en : - La pose de cathéters au niveau de la veine jugulaire et de la carotide - D’une craniotomie avec mise en place d’un implant - L’injection des produits d’intérêt par le cathéter, activation de l’implant et examens IRM
Impact sur les animaux
Deux effets liés au traitement par ultrasons peuvent survenir : une augmentation locale de la température de 1,5°C (n’engendrant donc pas de brûlure du tissus) et une micro-hémorragie localisée (ne remettant pas en cause la vie de l’animal pendant l’expérimentation et n’entrainant ni douleur, ni souffrance, ni angoisse sur l’animal anesthésié). Il s’agit de procédure sans réveil après l’expérimentation.
Devenir
Il s'agit d'une procédure sans réveil. La chirurgie prévue dans le protocole ne permet pas une récupération sans nuisance majeure pour l'animal. Tous les animaux seront euthanasiés à l'issu de la procédure.
Remplacement
L’ouverture de la barrière hémato-encéphalique par ultrasons a déjà été validée sur modèle in vitro, sur un modèle in vivo de rongeur et est déjà utilisé en clinique dans le traitement de certaines tumeurs cérébrales. Dans ce dernier cas, les ultrasons permettent de favoriser l'entrée de chimiothérapies dans la tumeur et génèrent un effet thermique destructeur supplémentaires. L'application à des pathologies dans lesquelles on voudrait apporter un traitement pharmacologique sans destruction cellulaire requière une amélioration et une évaluation du protocole de stimulation ultrasonore. L’impact sur le cerveau nécessite d’expérimenter sur animaux. Notre étude antérieure réalisée sur la souris a permis de tester un nombre important de configuration ultra-sonores et le présent projet vise à valider les meilleurs sur le modèle pré-clinique de porc.
Réduction
- Les effectifs ont été calculés au plus juste pour obtenir des résultats statistiquement exploitables : le nombre d’animaux a été fixé à 6 afin de pouvoir comparer la diffusion des deux agents de contraste. Cette procédure étant une preuve de concept expérimentale sur gros animal, une augmentation des effectifs pour avoir plus de puissance statistique n'est pas nécessaire. - Afin de réduire le nombre d’animaux, nous réaliserons des tests de positionnement, de chirurgies et d’imagerie sur des animaux en post-mortem, à la fin d’autres protocoles expérimentaux. Ceci nous permettra d’acquérir une expérience pour réaliser notre procédure dans les meilleures conditions. - Enfin, l’utilisation de l’imagerie IRM permet de limiter le nombre d’animaux, chaque animal étant son propre contrôle.
Raffinement
L’intégralité de l’expérimentation (depuis la pose des cathéters jusqu’à la mise à mort de l’animal) sera réalisée sous anesthésie générale profonde et sous couverture analgésique adaptée . En outre, une partie de la chirurgie prévue dans ces procédures est une chirurgie acquise depuis longtemps par nos expérimentateurs : pré-anesthésie, pose de voie centrale veineuse et artérielle. La partie nouvelle de chirurgie, à savoir l’implantation du système à ultrasons, sera travaillée sur des animaux d’autres protocoles en cours, en post-mortem. Une fois les protocoles réalisés, notre équipe viendra travailler, en présences de neuro-chirurgiens afin d’acquérir les gestes adéquats à la réalisation du protocole. Le protocole ne commencera qu’après cette étape, et l’assurance que les gestes sont maîtrisés.
Choix des espèces
Suite à notre étude sur la souris, réalisée pour tester et affiner les paramètres ultrasonores utilisés et mettre au point une nouvelle technique d'analyse d'image permettant de quantifier l'ouverture de la BHE, et avant de pouvoir proposer des essais cliniques chez l'homme, nous avons choisi le porc qui est un bon modèle animal pré-clinique et qui permet d'utiliser le matériel d'usage clinique (poids de corps, volume de la tête et volume sanguins sont assez proches de ceux de l'homme) et de valider l’ouverture de la BHE et l’innocuité sur le tissu cérébral par l’IRM clinique. En outre, les protocoles déjà en cours au sein du laboratoire, nous permettrons d’acquérir les gestes chirurgicaux nécessaires, en amont de la phase pilote, sur des animaux en post-mortem. Nous utiliserons de jeunes porcs d’environ trois mois ayant un poids compris entre 35 et 40 kg. Notre laboratoire a une bonne expérience de l’utilisation de ces animaux, à cet âge. En effet, les résultats obtenus ont fait l’objet de nombreuses publications, issues de notre laboratoire. En outre, pour des raisons pratiques, les animaux de plus de 45-50 kg sont non adaptés à nos installations La taille de ces animaux sera suffisante pour l’implantation et la réalisation des images. Ces tailles seront comparables et transposables à des données cliniques.
Prévention de l’affection du système digestif du porcelet par Lauwsania intracellularis
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Soumis à une vaccination intradermique puis à quatre prises de sang jugulaires en 42 jours, dont deux avec une contention par lasso en acier passé autour du groin, 18 porcelets sevrés à 28 jours sont utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Tous sont tués à l'issue pour prélever leurs contenus intestinaux. L'objet réel est d'évaluer si un additif à base de vitamine D3 renforce l'effet d'un vaccin contre l'iléite, maladie qui réduit jusqu'à 60 % la croissance et l'efficacité alimentaire des porcs atteints. Le porteur rattache le projet à la réduction des antibiotiques et au bien-être des animaux non-humains, tout en indiquant que l'évaluation exige de connaître le mode d'action "chez l'animal auquel il est destiné".
Objectifs
Malgré l’amélioration des conditions d’élevage, notamment grâce aux contrôles vétérinaires réguliers, et de l’état sanitaire des élevages porcins, certaines affections bactériennes subsistent avec notamment les affections du système digestif se traduisant par une diarrhée touchant fortement les jeunes porcelets. Une bactérie particulièrement préoccupant pour les producteurs de porcs est Lauwsonia intracellularis, elle est responsable de la maladie de l’iléite chez les porcs en croissance. La bactérie est endémique aux élevages porcins, avec une présence dans les élevages mondiaux approchant les 96 %, et est responsable de réductions de croissance et d’efficacité alimentaire allant jusqu'à 60 % chez les porcs cliniquement atteints. Dans une perspective globale de développement durable, il est important de définir des solutions alimentaires et de conduite d’élevage face aux maladies des animaux permettant la réduction des antibiotiques, de manière à améliorer la sécurité alimentaire et le bien-être animal. Une des stratégies clé pour protéger les porcs et réduire l’utilisation des antibiotiques, est la vaccination dès le premier âge. Il a été démontré que la vaccination des porcs réduit l'excrétion fécale bactérienne et améliore les performances de croissance par rapport aux porcs non vaccinés. Néanmoins, tout approche vaccinatoire dépends de la capacité de réponse des animaux vacciné, réponse elle-même conditionnée en partie par les taux circulant de certaines vitamines. En effet, il est bien connu qu'une carence en vitamines nuit à la résistance immunitaire des porcs, et en particulier des porcelets, entrainant des déficiences dans la réponse aux maladies infectieuses et inflammatoires. La vitamine D joue un rôle central dans la réponse immunitaire des porcs et plus efficacement, sous sa forme active que sous sa forme classique du fait de sa meilleure biodisponibilité. Ce projet a pour objectif d’évaluer une stratégie de prévention contre Lawsonia intracellularis fondée sur la combination de la vaccination avec une supplémentation nutritionnelle de vitamine D sous forme active chez le porcelet.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’établir si la combinaison de la vaccination contre Lauwsonia intracellularis avec une supplémentation de la forme active de la vitamine D3 dans la ration alimentaire chez les porcelets post-sevrés permet de renforcer le système immunitaire des animaux comme stratégie de protection face à la maladie de l’iléite. Ce projet permettra d’évaluer l’effet synergique des deux approches (vaccination-nutrition) qui ont déjà démontré leur effet bénéfique individuellement. Il permettra en outre de prendre en compte toutes les interactions cellulaires complexes qui ont lieu in vivo et qui peuvent influencer la réponse immunitaire. Ce projet permettra aussi de déterminer les paramètres les plus pertinents pour évaluer la réponse immunitaire dans des conditions expérimentales standardisées et d’optimiser le nombre d’animaux nécessaires et suffisant pour répondre à l’hypothèse de l’étude en maitrisant mieux les écarts types de nos paramètres d’intérêts et raffiner les tests statistiques utilisés.
Procédures
Les animaux seront soumis à la procédure pour une durée de 42 jours. Au cours de la procédure, les animaux seront nourris avec un aliment standard répondant à leurs besoins nutritionnels et supplémenté avec de la vitamine D3 (groupe T1) ou supplémenté pour le groupe T2 avec la forme active de la vitamine D3 plus disponible. Les animaux seront soumis à une vaccination 14 jours après leur arrivée en injection intradermique (temps d'injection ne dépassera pas 5 secondes), à 4 prélèvements sanguins à J0, J14, J36 et J42 au niveau de la veine jugulaire avec une période de récupération d’au moins une semaine entre les prélèvements. A chaque temps de prélèvement, un volume de 4 ml de sang nécessaire et suffisant à l'analyse des différents paramètres sanguins sera prélevé sur chaque animal. Pour chaque prise de sang le temps de prélèvement ne dépassera pas 1 minute
Impact sur les animaux
Selon les caractéristiques du produit, des réactions locales au site d’injection du vaccin, se limitant à un léger gonflement (< 5 cm de diamètre) peuvent fréquemment survenir et disparaissent dans les 4 semaines suite à la vaccination. Inconfort et stress dû à la contention des animaux pour la vaccination et les prises de sang répétées.
Devenir
Tous les animaux entrant dans la procédure expérimentale seront mis à mort à l’issu de la procédure afin de réaliser des prélèvements d’échantillons biologiques (contenus intestinaux)).
Remplacement
L’évaluation d’un additif alimentaire avec une activité immunostimulante supposée implique de prendre en compte toutes les interactions cellulaires complexes entre les organes qui ont lieu in vivo et donc d’avoir recours aux animaux et de connaitre son mode d’action chez l’animal auquel il est destiné.
Réduction
Des calculs statistiques détaillés ont été réalisés afin de déterminer le nombre d’animaux maximum a utilisé pour évaluer l’hypothèse de ce projet exploratoire. Le nombre d’animaux à utiliser permettra d’apporter des bonnes conditions d’élevage en favorisant une hiérarchie sociale essentielle au bien-être des animaux. Des analyses post-mortem seront réalisées sur les tissus de chaque animal afin de générer le maximum d’informations possible par animal pour valider la solution explorée dans ce projet (vaccination-nutrition). Le nombre d'animaux et la conception expérimentale de ce projet ont été établis en suivant une approche statistique validée par un biostatisticien.
Raffinement
Le stress dû à la contention des animaux en vue de leur pesée individuelle est réduit en réalisant les opérations de contention dans le calme et sans brutalité en évitant de claquer les portes des cages métalliques, en attrapant les porcelets de 5 à 20 kg par la patte arrière juste au-dessus du jarret et en le soulevant en plaçant l’autre main sous la poitrine pour les sortir. A J14, les activités sont réalisées de manière à manipuler les animaux le moins possible et les pesant d’abord puis en faisant la prise de sang (décubitus dorsal) et la vaccination intradermique avant de les remettre dans leur cage. Lors des prises de sang à JO et J14, chaque animal est présenté en décubitus dorsal. Pour les prises de sang à J36 et J42 chaque animal est présenté à l’aide d’un lasso en acier souple en bon état maintenu à la main et tiré vers l’avant afin que la tête soit alors présentée légèrement relevée (méthode assurant la protection des animaux et des manipulateurs). L’inconfort et le stress dus à l’immobilisation des animaux sont réduits par une manipulation compétente et rapide des animaux par les applicateurs de la procédure, par un prélèvement de faibles volumes de sang en fonction de la volémie, par l’application d’un point de pression sur le site de prélèvement et en respectant les périodes de récupération nécessaires entre les prises de sang. A la fin de la prise de sang, l’animal peut-être gratouiller au niveau du groin ou sous le cou. Un minimum de deux observations quotidiennes des animaux est réalisé afin de détecter prématurément des signes cliniques. Dès l'observation d'un signe clinique une grille de score de point limites est utilisée. Les conditions d’hébergement des animaux sont définies de telle sorte que l’enrichissement des cages (jouet en caoutchouc et en matière organique suspendu), la densité des animaux par cage, ou encore les paramètres environnementaux (température et hygrométrie…) procurent le maximum de confort aux animaux, et restent supérieurs ou égaux à la législation en vigueur. Les porcelets sont hébergés en respectant 0.5 m2 de surface minimale d’hébergement par porc jusqu’à 30 kg de poids final plus 0.24 m2 d’aire de repos. Aucun animal ne reste isolé, en cage individuelle sans contact olfactif, auditif et visuel avec ses congénères, ceci afin de réduire au minimum l’angoisse et le stress des animaux.
Choix des espèces
Les additifs alimentaires développés sont destinés à être incorporés dans les aliments destinés aux porcins (porcelets) qui représentent de ce fait la cible privilégiée de la solution testée. Procédure expérimentale réalisée en utilisant des porcelets sevrés à 28 jours d’âge au niveau de l’élevage et réceptionnés avec un poids vif de 6-8 kg en moyenne. Les animaux seront utilisés au stade de porcelets post sevrés de 28 jours pour favoriser l’immunité active des porcs au jeune âge.
Caractérisation et recherche d’indicateurs de la santé globale du veau en races Holstein et Normande
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
Soumis à quatre prises de sang, cinq écouvillonnages rectaux, des écouvillons nasaux et buccaux et trois tontes dorsales, 270 veaux femelles Holstein et Normande sont maintenus au cornadis ou en cage de contention, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Aucun n'est tué dans ce projet, tous étant destinés à d'autres expérimentations qui prolongeront celle-ci. L'objectif déclaré porte sur des indicateurs de santé du jeune bovin, que le porteur rattache à la "durabilité" économique de l'élevage et à son "acceptabilité sociétale". Il revendique aussi l'une des premières utilisations mondiales d'un outil de biotechnologie, testé "à grande échelle" par comparaison avec la formule sanguine.
Objectifs
La santé a longtemps été considérée sous la forme d’un caractère binaire : l’animal est sain ou malade au regard d’une affection ou d’une maladie donnée, à un instant donné. Toutefois, l’état de santé général est multifactoriel et évolutif. Il possède un fort impact sur le bien-être de l’animal, de même que sur ses performances zootechniques et sa longévité. De ce fait, il s’agit d’un caractère clé pour la durabilité tant environnementale qu’économique de l’élevage, ainsi que pour son acceptabilité sociétale. Dans une optique de re-conceptualisation de la santé pour prendre en compte son caractère continu, explorer ses mécanismes biologiques, et étudier ses liens avec les autres performances, un collectif de scientifiques a défini ensemble les contours d’une nouvelle expérimentation de long terme en bovins laitiers. Le projet que nous vous soumettons aujourd’hui est la première brique de cette expérimentation et porte sur les veaux. Le jeune âge est un moment critique, marqué par des taux de mortalité importants et pouvant avoir une influence sur la vie entière de l’animal. L’objectif de ce projet est d’obtenir une caractérisation biologique fine et longitudinale (i.e. à plusieurs temps au cours des six premiers mois) des différentes couches de la variabilité individuelle, de manière à établir des liens entre ces paramètres et la santé de l’animal, à court et à long terme. Afin de pouvoir distinguer ce qui est liée à la génétique des animaux par rapport aux conditions environnementales, un effectif d’animaux important sera nécessaire. Toutefois, certains paramètres mesurés pourraient rapidement s’avérer inutiles à certains temps (absence de variabilité individuelle, corrélation très forte entre plusieurs paramètres…). Aussi, la présente demande possède un second objectif, celui d’identifier, sur la base des deux premières cohortes de veaux, les phénotypes (ce que l'on peut mesurer) et les temps de la vie du jeune animal les plus pertinents à analyser sur l’ensemble des cohortes et ainsi alléger le protocole.
Bénéfices attendus
Tout d’abord, nous attendons de ce projet des avancées de connaissances scientifiques, avec une meilleure caractérisation des phénotypes mesurés (variabilité individuelle, sensibilité environnementale, évolution au cours du temps), et des relations qui les unissent, afin d’identifier les synergies et les compromis entre fonctions physiologiques. L’ensemble de ces résultats servira également à déterminer quelles sont les mesures clés à reproduire dans les prochaines cohortes, et ainsi à raffiner le protocole. Par ailleurs, il s’agira de l’une des toutes premières utilisations mondiales d'un outil de biotechnologie. Il s'agira de tester à grande échelle ce nouvel outil et il pourra être validé par comparaison avec la formule sanguine. Si cette efficacité est vérifiée, il pourra à terme être utilisé sans nécessité d’avoir en parallèle la formule sanguine. Ce développement serait fort utile pour la gestion quotidienne des expérimentations, surtout dans le cadre de dates de vêlage étalées dans le temps. Par la diversité des phénotypes explorés et grâce à l’utilisation d’outils innovants, ce projet se positionne en front de science. Il représente également une opportunité forte pour tisser et renforcer des collaborations de manière concrète entre des scientifiques d’horizons différents de par son caractère transdisciplinaire.
Procédures
Pour la caractérisation fine des animaux, des prélèvements sanguins et des écouvillons nasaux, buccaux et rectaux seront effectués 4 fois (5 pour les rectaux) au cours de l’expérimentation sur les femelles vigiles, maintenues en cage de contention ou au cornadis. Une tonte dorsale sera effectuée 3 (ou 4 fois pour un sous-échantillon d’animaux) dans les mêmes conditions. Les mesures de poids (une fois tous les deux semaines) se feront sans geste technique autre que le déplacement et la contention des animaux. Voici le temps estimé pour chaque acte : Prise de sang : 2 minutes Microbiote : quelques secondes pour chacun des trois sites Poils : quelques secondes
Impact sur les animaux
Les prélèvements prévus (prises de sang, tonte de poils et écouvillonnages nasaux, rectaux et buccaux) seront réalisés dans le cadre d'une contention adaptée au poids des veaux (animal au cornadis ou animal bloqué dans une cage). Cette contention, ainsi que la simple présence humaine et la manipulation associée peuvent générer un stress ponctuel chez l'animal. Le prélèvement en lui-même (en particulier le prélèvement sanguin) peut générer sur le moment une douleur limitée et fugace. De part les interventions d'élevage, une phase d'imprégnation à l'homme est réalié dès la naissance de chaque veau. Cela réduit grandement le stress généré par la présence de l'homme lors des prélèvements, d'autant que ce sont les mêmes personnes qui interviennent. Il n'est attendu aucun dommage ni effet indésirable à moyen ou long terme. Il n'y a pas de mise à mort des animaux.
Devenir
Les procédures n’entravent pas le devenir de l’animal et n’ont qu’un effet limité et de court terme sur son bien-être. Aussi, l’ensemble des animaux inclus dans cette expérimentation va poursuivre une vie normale d’un animal de renouvellement dans un troupeau de bovins laitiers. La suite de leur vie fera l’objet de nouvelles expérimentations poursuivant celle-ci.
Remplacement
Les mécanismes étudiés mettent en jeu des interactions complexes au sein de l’hôte qu’il est impossible de reproduire dans un modèle cellulaire, de culture d’organe ou in silico.
Réduction
La présente demande porte uniquement sur la fin de la cohorte 2024 et sur les deux cohortes suivantes complètes, soit un total d’environ 270 veaux. Le choix de faire porter ce projet exploratoire sur 270 animaux a été déterminé à partir des éléments suivants : - la plupart des paramètres sont analysés en une seule fois pour tous les animaux à la fin de chaque campagne, il nous faut donc considérer des campagnes entières - Analyser une unique campagne représente un risque de non-représentativité si l’effet campagne est important - l’effectif de deux campagnes complètes (120*2=240 animaux) nous semble suffisant pour évaluer la redondance ou l’absence de variabilité. - la présente demande est formulée en cours de campagne 2024. Si une réponse positive était obtenue avant la fin des vêlages de cette année, nous estimons pertinent de réaliser également les prélèvements sur les dernières naissances de la campagne (maximum 30 femelles), aussi bien pour pouvoir mieux évaluer les variabilités annuelles que pour avoir des premiers a priori sur les paramètres. Les données de ces 270 premiers veaux s’ajouteront aux données de futures expérimentations afin de constituer une population assez grande pour une étude génétique (généralement 600 individus nécessaires pour une puissance statistique suffisante).
Raffinement
Plusieurs dispositions ont été prises afin de raffiner ce protocole. Tout d’abord, les différentes mesures ont été regroupées sur les mêmes temps afin de limiter le nombre d’interventions sur les animaux. Ensuite, chaque intervention a été pensée de manière à limiter les nuisances pour les animaux (limitation des volumes de sang prélevés, utilisation de tondeuse vétérinaire silencieuse pour limiter le stress…) Enfin, il est attendu, compte tenu du caractère exploratoire du projet et du nombre de paramètres mesurés, que certains caractères ne s’avèrent au final pas pertinents (redondance, absence de variabilité individuelle…). Une étape supplémentaire du raffinement sera, sur la base des résultats obtenus sur ces premières cohortes, de réduire le nombre et les volumes de prélèvements afin de ne garder que ceux apportant de l’information pour inscrire dans la durée un protocole allégé. La procédure impliquée dans le projet est de classe légère et appliquée par des opérateurs expérimentés. Les conditions d'hébergement et d'alimentation répondent aux normes d’élevage en intérieur avec une aire paillée et, suivant son âge, une ration de colostrum, de lait puis d’alimentation solide dans des distributeurs en accès libre. L’état de santé des animaux sera surveillé tout au long de l’expérience. La prophylaxie et le traitement des animaux en cas d’affection ne sont pas modifiés par la mise en oeuvre du projet. Tout animal présentant un trouble de santé sera soigné en fonction de la pathologie conformément aux pratiques de l'élevage, et, au besoin, le vétérinaire praticien sera consulté. Les animaux sont gardés en vie en fin d'expérimentation.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie est le bovin. Il s’agit de femelles de race Holstein et Normande, grandes races laitières françaises (et internationale pour la Holstein). Ces animaux ne sont pas transgéniques et ont été obtenus par des méthodes de reproduction utilisées en élevage classique. Les animaux seront des veaux femelles de leur naissance à 6 mois d’âge car nous souhaitons étudier la santé du jeune bovin.
Evaluation préclinique de produit de santé utilisés en diabétologie après implantation dans l’organisme
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Rats : 900
Cochons : 150
Pour tester les dispositifs médicaux de diabétologie de fabricants qui passent commande, 900 souris, 900 rats et 150 cochons sont utilisés dans des procédures allant de la chirurgie sans réveil au niveau de souffrance sévère, tous tués à l'issue. Chaque animal subit une intervention de deux à trois heures pour implanter le dispositif, parfois une seconde du même ordre pour l'enlever et observer la cicatrisation, plus des séries de un à dix prélèvements sanguins renouvelables toutes les deux semaines. Le porteur annonce environ 35 études sur cinq ans, le total dépendant du nombre de contrats signés avec les donneurs d'ordre. Il invoque la réglementation et la "nécessité" d'organismes entiers, et cite des raisons économiques parmi les critères de choix des rongeurs.
Objectifs
Ce projet vise à évaluer la tolérance (ou sécurité) ainsi que la performance (ou efficacité) des produits de santé en diabétologie. Chaque produit destiné à être mis en contact avec le corps humain doit être préalablement testé pour garantir le bon rétablissement des patients après chirurgie, et pour garantir son efficacité lors de l'utilisation clinique. Pour cela différents fabricants font appel à nous pour réaliser ces études, afin de tester un ou plusieurs de leurs produits de santé. Nous prévoyons environ 35 études sur 5 ans au regard de notre historique. La durée de l'étude est adaptée à l'utilisation clinique et à la durée d'implantation chez l'Homme (de quelques jours à plusieurs années). 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. Compte-tenu de la complexité des mécanismes de régulation d'un organisme vivant, le recours au modèle animal est nécessaire pour répondre aux objectifs du projet.
Bénéfices attendus
Ce projet permet d'obtenir dans différents modèles animaux des données de performance et de tolérance des produits de santé en diabétologie. Ainsi, il est possible d’étudier ces produits en vue de répondre aux exigences des autorités réglementaires dans l'obtention d'une autorisation de mise sur le marché, élargissant l’offre et améliorant ainsi les chances de guérison et le confort des patients humains traités.
Procédures
Pour l'ensemble des procédures, tous les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale afin d'implanter le dispositif médical à tester ou de récupérer des îlots de Langherans (interventions chirurgicale peuvent durer entre 2h00 et 3h00). Ces intervention ont toujours lieu sous anesthésie générale (par injection et gazeuse) et analgésie. Certains animaux peuvent être soumis à une intervention chirurgicale supplémentaire si le but de l'étude est aussi d'évaluer la cicatrisation après retrait du dispositif de son site d'implantation (cette intervention chirurgicale peut durer entre 2h00 et 3h00). Cette intervention aura lieu dans les mêmes conditions que celles précédemment citées. Des prélèvements sanguins peuvent être réalisés en cours d'étude ou lors de la chirurgie (durée de prélèvements de quelques minutes maximum. Des sessions comprenant de 1 à 10 prélèvements peuvent être repetée maximum toutes les 2 semaines adapté à la durée de l'étude) . 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 type d'interventions non douloureuses, de type scanner ou radiographies pour observer le dispositif en cours d'étude, peuvent être réalisées sous anesthésie si nécessaire (en général, en fonction de la durée de l'étude 1 à 3 sessions d'imagerie peuvent être envisagées. L'anesthésie dans ce cas dure généralement moins d'1 heure).
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables pouvant survenir chez les animaux sont, selon les procédures, les suivants : - douleur et stress liés à la chirurgie, contrôlée par la prise d’analgésique (morphinique) et par la réalisation d’une anesthésie générale. Un suivi a minima quotidien des animaux permet de détecter les signes de douleur et d’adapter le traitement analgésique en conséquence pour diminuer autant que possible ces nuisances. - perte de poids ou d’appétit liée aux effets de l’anesthésie, de la chirurgie et/ou du dispositif implanté, à court ou long terme, contrôlée par le suivi quotidien du transit et/ou de l’alimentation et la mise en place de mesures de soutien, jusqu’à la reprise d’un comportement alimentaire normal spontané. Les mesures mises en place peuvent être par exemple : mise à disposition d’aliments plus appétants (friandise), distribution d’un aliment de convalescence (prise spontanée ou assistée)... - risque infectieux lié à la chirurgie, contrôlé par la mise en place de mesures d’asepsie et la prise d’antibiotiques en peropératoire. - hématome ou œdème au niveau du site opératoire, pouvant entrainer une gêne locomotrice en plus de la douleur.
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 induits 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 : évaluation de l’insulinémie, glycémie). En raison des objectifs des procédures de ce projet, il n'est pas possible de maintenir en vie les animaux utilisés.
Remplacement
L’utilisation d’animaux est requise dans la réglementation (ex : suivi des exigences des normes). A ce jour, il n'existe pas de méthode alternative permettant d’évaluer la performance et la tolérance locale des produits de santé en diabétologie. Particulièrement dans le contexte de dispositifs utilisés pour le traitement de patients diabétiques la nécessité d'organismes entier est crucial, en effet les hormones de systèmes endocrine pancréatique (par exemple: insuline, glucagon...) jouent un rôle important dans le maintien de différent systèmes (tel que la glycémie) par le biais des organes périphériques (foie, mucles...).
Réduction
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 précédemment citées permettent également de sélectionner un produit test qui présente le plus d'intérêts 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). Le nombre d’animaux est arbitré à partir du nombre de sites requis en analyse (par exemple pour les souris/rats/porcins, nous estimons 2 à 3 groupes expérimentaux par études à raison de n=10 animaux par groupe et d'une 30 aines d'étude rat/souris et 5 études porcins sur 5 ans répartie sur chaque procédure, ie pour rat/souris: 3 groupes x 10 animaux x 30 études = 900 animaux / pour porcins: 3 groupes x 10 animaux x 5 études = 150 animaux). Le nombre total d’animaux utilisés dépend directement du nombre d’études signées avec les différents donneurs d’ordre durant les 5 années du projet. De cette façon, le nombre d’animaux précisé ci-dessus constitue une estimation basée sur l’historique des essais conduits chez nous durant ces dernières années. De plus les normes requierent un nombre minimal d'animaux par produit analysé et par délai d'analyse, et le type de dispositif implanté ne permet pas toujours la réalisation d'un grand nombre de sites par animal.
Raffinement
Des mesures sont mises en place pour limiter : - Avant la chirurgie, une période d’habituation aux actes spécifiques est réalisée si nécessaire, pour réduire l’aspect anxiogène de ces manipulations. Des enrichissements renforcées en phase post-opératoire (ajout d’enrichissements alimentaires…). Lorsque l'hébergement est individuel un maintien des contacts visuels, auditifs, olfactifs est effectué avec la mise en place d'éléments compensatoires. - La douleur des animaux : En phase post-opératoire, les suivis sont renforcés et completée par des scores de suivi de la douleur. La présence d'un vétérinaire sur site permet également la réalisation de soins post-opératoires spécifiques et adaptés. Les signes cliniques servant de points limites sont établis en amont pour la prise de décision des mesures à mettre en place pour limiter les souffrances.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie est définie dans le(s) texte(s) de référence. Les produits de petite taille/miniaturisés seront testés préférentiellement chez les rongeurs. Les produits de taille importante seront préférentiellement testés chez le modèles porcins. Lorsque plusieurs espèces répondent aux critères, le choix est arbitré par la durée de l’essai (pour une étude sur le long terme, utilisation d’espèces à longue durée de vie). Le choix du modèle animal peut également être défini selon la disponibilité et les caractéristiques des modèles diabétique génétique ou induit. Le choix entre les grands modèles repose aussi sur les similarités avec l’Homme : - Caractéristiques anatomiques, poids, propriétés endocrines - Caractéristiques anatomiques des rats et des souris. Ces espèces sont souvent utilisées également pour des raisons économiques et éthiques (exemple : réalisation d’études de faisabilités via la réutilisation d’animaux d’études précédentes ) Les critères pris en considération dans le choix du stade de développement sont les suivants : 1.Suivi des recommandations des textes de référence Le stade de développement est exprimé en âge ou en poids. Dans la plupart des cas, l’utilisation d’animaux adultes est recommandée. 2.Propriétés intrinsèques du produit à tester En l’absence de recommandation particulière dans le(s) texte(s) de référence et si la nature du produit le requiert, le stade de développement est pertinemment sélectionné. En l’absence d’exigence particulière, l’utilisation d’animaux au stade adulte est privilégiée. Nécessité d'utiliser des animaux doté d'un système immunitaire compétent. 3.Cas particulier des porcs Pas de recommandation spécifique réglementaire d’où choix d’utiliser des porcs domestiques en croissance (âgés d’au moins 8 semaines). Etant donné les conditions d’hébergement, le comportement social et la manipulation des animaux, l’utilisation de porcs domestiques en croissance est la plus appropriée dans ce projet.
Test de faisabilité de l’imagerie par résonnance magnétique avec manganèse chez l’ovin
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Soumis à deux ou trois anesthésies en une semaine, à des injections dans la veine jugulaire et à cinq ou six prises de sang, neuf moutons seront tous tués, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Le porteur cale une technique d'IRM au manganèse sur le cerveau ovin et injecte un composé qu'il reconnaît neurotoxique à forte dose chez l'humain, en jugeant la toxicité aiguë "très peu probable" chez les ruminants. Les cerveaux sont prélevés après la mise à mort pour être réanalysés à plus haut champ. Parmi les bénéfices annoncés figure l'appui de futurs appels à projet.
Objectifs
L’objectif est de mettre en place la technique d’Imagerie par Résonnance Magnétique du manganèse in vivo à l'échelle du cerveau entier chez l’ovin. Les propriétés paramagnétiques du manganèse (Mn2+) permettent son utilisation comme agent de contraste pour l'IRM (MEMRI : IRM du ManganEse). C’est un composé qui pénètre et s'accumule dans les neurones actifs, donc sa concentration intracellulaire est le reflet direct de l'activité neuronale. Cette technique permet de visualiser les changements structurels et fonctionnels en réponse à des stimulis. La dynamique du Mn2+ (biodisponibilité, pharmacocinétique) dépend de l'espèce, il est donc nécessaire de réaliser des mises au point sur le cerveau d’ovin pour lequel aucune étude n’est disponible dans la littérature.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de définir la dose minimale de Mn2+ nécessaire pour l’obtention du meilleur contraste en IRM MEMRI. Il permettra également de se placer dans la fenêtre temporelle la plus favorable pour l’acquisition d’un contraste optimum. Les mises au point des conditions de dose et temps dans cette expérimentation préliminaire bénéficieront à des appels à projet ultérieurs.
Procédures
Les animaux de la procédure 1 subiront 2 anesthésies à 10 jours d'intervalle pour passage à l'IRM. La première durera 1 heure, la 2ème 6 heures. Ils recevront également une injection intra-péritonéale (durée totale contention comprise d'une minute). Ils subiront 2 injections par voie intraveineuse à la jugulaire pour induire les anesthésies, ainsi que 6 prises de sang vigiles (durée totale contention comprise d'une minute). Les animaux de la procédure 2 subiront 3 anesthésies réparties sur 7 jours pour passage à l'IRM. Chaque anesthésie durera 1 heure 30. Ils recevront également une injection intra-péritonéale sous anesthésie. Ils subiront 3 injections par voie intraveineuse à la jugulaire pour induire les anesthésies, ainsi que 5 prises de sang vigiles (durée totale contention comprise d'une minute).
Impact sur les animaux
Bien qu’il soit un élément nécessaire au bon fonctionnement de l’organisme, le manganèse est cependant neurotoxique à forte dose. Chez l’homme, il provoque maux de tête, insomnies, pertes de mémoire, instabilité émotionnelle, dystonie, tremblements, troubles du langage et des troubles de la marche. Selon la littérature, les cas de toxicité aigüe au manganèse chez les ruminants sont très peu probables. Nous n’attendons donc pas d’effets indésirables suite à l’injection de Mn2+, mais les animaux seront surveillés étroitement après l'injection. Pour chaque anesthésie les animaux pourront subir un stress lors de la manipulation. Un hématome peut apparaître lors de l’induction de l’anesthésie par voie intraveineuse, ou après les prises de sang à la veine jugulaire.
Devenir
A la suite des acquisitions, tous les animaux seront mis à mort toujours sous anesthésie générale, car leurs cerveaux seront prélevés et ré-analysés ex-vivo par IRM à plus haut champ.
Remplacement
Cette étude d‘imagerie cérébrale permettant de déterminer la dose minimale de Mn2+ et la fenêtre d’acquisition optimum pour obtenir le meilleur contraste ne peut être réalisée qu’in vivo. Il est en effet impossible d’étudier ou de reproduire ces expériences in vitro et encore moins in silico. Ce projet est un prérequis pour développer l’approche d’imagerie MEMRI qui permettra, ultérieurement, de mettre en place des projets longitudinaux, avec des nombres restreints d’animaux expérimentaux.
Réduction
Ce projet concerne 9 animaux expérimentaux maximum, qui seront utilisés pour tester trois doses de Mn2+ et déterminer la fenêtre d’observation optimale de l’activité cérebrale par IRM MEMRI. Pour cette expérience pilote, nous avons besoin de déterminer la dose minimale qui nous permet d’acquérir des images IRM informatives, et pour cela nous ne disposons que de quelques données dans la littérature sur les rongeurs uniquement. Par conséquent, il nous faut tester plusieurs doses. De la même manière, nous n’avons aucune donnée sur la biodisponibilité du manganèse dans l’organisme d’ovin et donc nous ne connaissons pas la cinétique de disponibilité du manganèse dans le cerveau.
Raffinement
Les animaux expérimentaux feront l’objet d’une surveillance accrue dans la période qui suivra l’administration de Mn2+ jusqu’à l’anesthésie pour l’imagerie. Au cours de cette période, l’apparition de tremblements, les difficultés de déplacement, la prise alimentaire seront particulièrement surveillés. Nous serons attentifs à la survenue de signes de mal être (position des oreilles, port de la tête, prostration). Dans le cas où de tels signes apparaitraient, un traitement analgésique sera administré. Pendant toute la durée de l’expérimentation, les animaux expérimentaux seront maintenus en groupe au sein d'un environnement social stable, dans des conditions adaptées aux herbivores, litière de paille et foin ad libitum. Ils seront manipulés dans le calme par des agents expérimentés. Ils arriveront la veille de l’anesthésie, et seront mis à jeun avant l’intervention, avec abreuvement adlibitum. Les brebis seront maintenues sous oxygène à la fin de la première anesthésie pour améliorer la qualité et la rapidité du réveil. Dès que l’animal présentera les premiers signes de déglutition ou de clignement des paupières, il sera extubé.
Choix des espèces
Nous souhaitons développer la technique de l’IRM réhaussé par le manganèse (MEMRI) chez l’ovin adulte pour plus tard étudier les mécanismes de plasticité cérébrale associés aux changement de photopériode chez cette espèce saisonnée. La dynamique du Mn2+ dépendant de l'espèce, il est donc nécessaire de réaliser des mises au point sur le cerveau d’ovin pour lequel aucune étude n’est disponible dans la littérature. Nous utiliserons des adultes pubères, de sexe indifférent.
Evaluation de la capacité d’une hormone recombinante à induire des ovulations fertiles chez la brebis
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
Mettre au point une hormone de reproduction recombinante, en vue d'un brevet, pour remplacer l'eCG tirée du sang de juments gestantes : 50 brebis vont être utilisées dans ce but, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chaque brebis passe trois séries d'expériences, chacune avec la pose d'une éponge dans le vagin, une injection d'hormone dans le muscle et quinze jours de prise de sang quotidienne à la jugulaire, soit 45 prises de sang. Le porteur présente comme premier bénéfice la réponse aux "attentes sociétales concernant le bien-être animal", en épargnant les juments saignées et souvent avortées pour produire l'hormone, et invoque aussi l'image des industriels et des éleveurs. Les 25 brebis traitées à l'eCG naturelle, autorisée, retournent dans l'élevage, et les 25 traitées à l'hormone recombinante, sans autorisation de mise sur le marché, sont tuées et envoyées à l'équarrissage.
Objectifs
La maîtrise de la reproduction en élevage des ruminants (bovins, ovins, caprins) ainsi que des porcins fait appel depuis 70 ans à une hormone naturelle très active, purifiée à partir de sang de juments gestantes (PMSG : Pregnant Mare Serum Gonadotropin, aussi appelée eCG : equine Chorionic Gonadotropin). Les fortes oppositions d’ordre éthique liées au bien-être animal nous ont conduit à envisager la production de cette hormone par génie génétique et sa production in vitro en cultures cellulaires, donc sans prélèvement de sang sur des « animaux-usines ». L’objectif du projet est de réaliser une preuve de concept de la capacité des eCG recombinantes d’induire une ovulation fertile chez la brebis avec une efficacité similaire à celle de la eCG extraite du sang des juments gravides. L’objetif final est le dépôt d’une demande de brevet pour les eCG recombinantes afin de proteger la proprieté intellectuelle.
Bénéfices attendus
Le principale benefice de l’eCG recombinante est de répondre aux attentes sociétales concernant le bien-être animal. En effet, on évitera de prélever de grands volumes de sang chez des juments gestantes, puis souvent de réaliser les avortements car les concentrations baissent fortement dans la deuxième moitié de la gestation et qu’il est plus rentable pour la production de l’hormone de redémarrer une gestation. Redistribuer à des millions d’animaux d’élevage une eCG partiellement purifiée provenant de sérums de multiples juments, au statut sanitaire inconnu, constitue un risque. En 2017 l’Union Européenne a publié un rapport dans lequel elle se dit "vivement préoccupée par l'importation et l'utilisation de médicaments vétérinaires contenant de la eCG". Cette situation impacte très négativement l’image des industriels et des éleveurs, lesquels se trouveraient par ailleurs en grande difficulté en cas d’interdiction de la eCG naturelle. Par ailleurs, en l’état, la capacité de synchroniser les ovulations par des méthodes sans hormone (effet mâle et photopériode pour les brebis) est insuffisante pour la pratique efficace de l’insémination artificielle, véritable pilier de la diffusion du progrès génétique en élevage. Le besoin d’une molécule de type eCG est réel et pressant pour les entreprises et les éleveurs, avec un cahier des charges exigeant, respectueux du bien-être animal. Notre proposition est le développement d’une eCG recombinante largement similaire à la eCG mais n’impliquant pas, de fait, le prélèvement de volumes sanguins très conséquents chez des juments gestantes. Ceci permettrait donc d’éliminer l’utilisation des juments pour la production de l’eCG et par consequant une amélioration du bien être animal.
Procédures
Chaque brebis sera soumise à 3 séries d’expériences et chaque expérience est constituée de la pose d'une éponge intravaginale et d’une injection intramusculaire d’hormone suivie par quinze jours de prélèvements sanguins à raison d’un prélèvement par jour et par brebis. Chaque prélèvement sanguin dure entre 3 et 5 seconds.
Impact sur les animaux
Les différentes prises de sang à la jugulaire peuvent engendrer une légère douleur ainsi qu’un hématome au niveau du site de prélèvement, les injections en intramusculaire peuvent également engendrer une légère douleur au niveau du site d’injection. De plus, la contention pour ces différents actes peut stresser les animaux. La pose d’une éponge intravaginale peut être désagréable pour la brebis.
Devenir
Comme l’eCG naturelle possède une AMM (autorisation de mise sur le marché) les 25 brebis traitées avec cette eCG seront réplacées et retourneront dans l’élevage. Par contre, comme l’eCG recombinante n’a pas d’AMM les brebis traitées avec cette molécule seront euthanasiées et envoyées à l’équarissage.
Remplacement
La physiologie est bien plus que la somme des multiples niveaux d’action – que nous sommes loin d’appréhender. Et cette somme ne peut pas être anticipée ; notre niveau de connaissance est très insuffisant. Chaque niveau interagit avec celui ou ceux qui a (ont) engendré son activité, et réagit aussi en fonction des niveaux d’intégration supérieurs afin de produire la réponse physiologique la mieux adaptée (le nombre de paramètres intégrés nous échappe largement mais reste la clé de l’adaptation des organismes à leur environnement – laquelle est en perpétuelle évolution). Tout cela ne peut se produire que dans un organisme entier ; aucune possibilité de reproduire cette somme d’interactions dans un modèle in vitro – on parle ici assurément de multiples (dizaines?) de types cellulaires et d’organes « indépendants » - ou dans un quelconque modèle in silico – qui restera toujours borné par les informations (partielles et incomplètes) dont nous pouvons le nourrir. Aujourd’hui, aucune approche in vitro ou in silico ne peut rendre compte de la complexité de ce qui se passe dans un organisme entier. Ceci justifie pleinement l’emploi d’animaux entiers ; seuls à même de rendre compte de ce que signifie la physiologie, et seule option valide pour espérer modifier les paramètres de celle-ci
Réduction
Nous allons réutiliser le même lot de brebis pour réaliser les trois experiences prévues dans le projet. Nous allons utiliser deux lots de 25 brebis. Ce nombre a été éstimé en utilisant un test de comparaison de deux proportions (proportion de brebis ayant ovulé et nombre d'ovulations fertiles dans chaque groupe).
Raffinement
Suite à l’injection et au prélèvement de sang nous donnerons des granulés à manger comme renforcement positif. Tout au long des experiences les animaux seront régulierement surveillés pour identifier des possibles signes de douleurs ou d’inconfort. Tout signe d’inconfort et/ou de douleur sera pris en charge par des antalgiques locaux. Les brebis étant des animaux sociaux resteront en groupe tout au long de l’expérience afin d’éviter un stress d’isolement social. Un suivi journalier sera mis en place tout au long de la période des prélèvements pour évaluer l'état de bienêtre des animaux en s'assurant que les points limites ne soient pas atteints. Le comportement et l'apparence seront suivi avec attention pour détecter d'éventuels signes de souffrance et de détresse. En cas de signe de détresse et de malêtre significatif, les animaux seront traités comme suit : Anti inflammatoire non stéroïdien en intramusculaire éventuellement renouvelé 48H après si signes douloureux. Dans le cas où ces traitements ne résulteraient pas en une amélioration significative de l’état des animaux, ou dans le cas où certains comportements témoignant une douleur seraient détectés les animaux seraient alors euthanasiés par surdosage de barbituriques intraveineux.
Choix des espèces
La brebis est une des espèces cibles pour l’utilisation d' eCGs recombinante dans la maitrise de la reproduction en élévage. En outre la brebis est un modèle largement utilisé pour l’étude de la reproduction chez les animaux d’élevage et nous pouvons nous baser sur une littérature très riche sur ce modèle. Pour pouvoir étudier l'effet sur l'ovulation et la fertilité nous utiliserons des brebis adultes.
Evaluation de l’efficacité, de l’innocuité de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs en réparation cutanée
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Troubles sensoriels
Moutons : 50
Blessés volontairement par brûlure, découpe d'un morceau de peau ou délabrement cutané, 100 cochons et 50 moutons seront tous tués pour autopsie, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une ou deux chirurgies pouvant durer plusieurs heures, des prélèvements sanguins jusqu'à une fois par semaine et un jeûne de douze à vingt-quatre heures avant chaque anesthésie, avec une douleur post-opératoire que le porteur annonce sur plusieurs jours. Le nombre d'animaux a été fixé sans calcul de puissance, le porteur écrivant qu'"aucune approche statistique n'a été réalisée". Il justifie le choix de ces espèces par une anatomie de taille comparable à celle de l'humain et qualifie l'expérimentation sur l'"organisme entier" d'"incontournable" et d'obligation réglementaire.
Objectifs
La cicatrisation cutanée est un phénomène complexe au cours duquel des évènements dermiques et épidermiques sont étroitement impliqués. Cette capacité de réparation tissulaire peut être compromise en condition pathologiques (plaies du diabétique, escarres, accident radiques, maladies génétiques, etc…). De nombreuses stratégies ont besoin d’être améliorées et de nouvelles approches sont proposées pour stimuler la cicatrisation, diminuer les complications et la douleur. Le projet de recherche a pour objectif de valider de nouvelles approches innovantes, l’apprentissage des personnels de santé, et le développement de nouvelles stratégies pouvant réduire le traumatisme tissulaire, améliorer le diagnostic et pallier une dysfonction de la réparation du tissu cutané. L’évaluation et le développement des nouveaux dispositifs, molécules et techniques pour la réparation des tissus cutanés, nécessite une phase de recherche et développement. Les différentes itérations de prototypes doivent être confrontées à la modélisation animale dans un contexte qui reproduit fidèlement le contexte clinique, fonctionnel et anatomique / tissulaire qui sera celui visé par les applications chez les patients. Ainsi la phase initiale du projet s’appliquera à raffiner les prototypes afin de pouvoir en geler les versions jugées efficaces et sécuritaires. Ces versions ultimes entreront ensuite dans la phase règlementaire du projet en vigueur.
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'évaluation de dispositif en réparation cutanée avec ou sans procédure chirurgicale de création de modèle lésionnel préalable. Chaque animal du projet ne subira qu'une seule chirurgie d'évaluation de dispositif en réparation cutanée associée ou non à une chirurgie de création de modèle antérieur soit une seule et parfois deux interventions chirurgicales par animal. 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 ou de la méthode de réparation cutanée, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive de type anastomose, création d'un defect tissulaire, brûlure, délabrement cutané, 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 minimiser 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 scanners, IRM par exemple) 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 et techniques testés dans le projet.
Remplacement
La validation des dispositifs médicaux implantables et des méthodes techniques innovantes dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. Le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes afin de reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients est indispensable. 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. Le nombre d'études intéressant ce projet a été estimé jusqu'à une dizaine impliquant chacune une douzaine d'animaux. 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 œuvre 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, des protocoles de prises en charge de la douleur sont systématiquement appliqués (Anti-Inflammatoires Non Stéroïdiens 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 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 doivent être testés sur une anatomie semblable à celle de l’Homme (de l’enfant à l’adulte de grande taille), cela impose l’expérimentation sur des gros animaux. Les différences interspécifiques tissulaires, anatomiques et fonctionnelles nécessitent différentes espèces pour optimiser l’expérimentation. L’évaluation des différents dispositifs du projet se fera uniquement sur le modèle animal préalablement identifié comme le plus pertinent : Les ovins pour la durabilité des stratégies opératoires des dispositifs testés. Ses intérêts principaux sont sa croissance limitée et sa robustesse. Les porcins pour la durabilité de l’ancrage des dispositifs (feuillets valvulaires épais par exemple pour les dispositifs cardiaques). Ils sont utilisés pour la robotique digestive. 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.