Mammifères "de rente"
Diffusion de molécules à l’oreille interne par sonoporation sur modèle ovin
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
Des brebis de 2 à 3 ans subissent une mastoïdectomie, ouverture chirurgicale de l'os situé derrière l'oreille, et reçoivent du gadolinium dans l'oreille interne, par ultrasons d'un côté et par injection de l'autre, sous une anesthésie de trois heures dont deux d'imagerie. Une seconde anesthésie de 30 minutes permet de prélever du liquide de leur oreille interne. Au total, 14 brebis, dont 2 en réserve en cas de problème, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Comme effets néfastes, le porteur ne cite que le stress de la contention et un possible hématome à la jugulaire, écrit qu'il n'est "pas à prévoir de conséquences particulières" après la première anesthésie, et se fixe pour objectif de vérifier "l'absence de retentissement sur la fonction auditive". Toutes les brebis sont pourtant tuées à l'issue, mise à mort qu'il justifie par une "perte de la fonction auditive irréversible", des "vertiges incoercibles empêchant une mobilité normale" et une "paralysie faciale empêchant une alimentation normale".
Objectifs
L'objetif principal de notre projet vise à étudier la diffusion de momlécules de gadolinium au sein de l'oreille interne en comparant les injections transtympaniques classiques versus l'utilisation d'ultrasons. Les objectifs secondaires sont de vérifier l'absence de retentissement sur la fonction auditive après la réalisation des séances de ces techniques et à distance (J7 de la délivrance), une conservation de l'quilibre et de la symétrie du visage, et l'absence d'altération de la composition des liquides de l'oreille interne suite à ces procédures.
Bénéfices attendus
Si les résultats du projet sont démontrés, c'est-à-dire une amélioration de la diffusion du gadolinium à l'oreille interne par sonoporation (avec ou sans microbulles chargées) avec absence d'effets indésirables à court et long terme, cela permettra de proposer un nouveau mode de diffusion chez l'Homme. Cette méthode permettrait d'obtenir une meilleure diffusion le long de la cochlée et des concentrations plus élevées d'agents thérapeutiques au sein de la cochlée. Par la suite, il sera nécessaire de développer une sonde spécifique pour l'Homme, de réaliser de nouvelles expérimentation avec d'autres molécules. Cependant, cette étape préliminaire reste indispensable à la poursuite du projet. Cette voie de délivrance par sonoporation à l'oreille interne pourrait par la suite avoir un rôle thérapeutique notamment pour traiter certaines atteintes de l'oreille interne comme la surdité brusque, la maladie de Menière où actuellement les injections transtympaniques sont privilégiées. Il pourrait aussi s'agir d'une voie de délivrance dans le cadre de la thérapie génique pour les surdités d'origine génétique.
Procédures
La majorité des actes auront lieu sous anesthésie générale, il s'agit de la mesure des seuils auditifs, de l'abord chirurgical avec la délivrance de molécule, de l'imagerie et du prélèvement de liquide de l'oreille interne. La durée de la première anesthésie générale sera de 3H (1H de chirurgie et 2 H d'imagerie). La seconde anesthésie générale durera 30 minutes, il sera effecué le prélèvement de liquide de l'oreille interne au cours de cette chirurgie.
Impact sur les animaux
Les brebis incluses subiront deux anesthésies générales. Lors de la première, il sera effectué une mastoïdectomie avec délivrance de molécules. Il n'est pas à prévoir de conséquences particulières suite à cette anesthésie. Lors de la seconde, il sera effectué un prélèvement de périlymphe. La contention effectuée pour l'induction des 2 anesthésies peut engendrer du stress pour l’animal, et l'injection de produit anesthésiant par voie intraveineuse à la jugulaire peut provoquer un hématome.
Devenir
L'ensemble des brebis seront euthanasaniées suites aux procédures compte tenu de la perte de la fonction auditive irréversible, de vertiges incoercibles empêchant une mobilité normale et d'une paralysie faciale empêchant une alimentation normale. Ainsi ces pertes de fonctions auront un retentissement majeur dans la vie quotidienne des brebis.
Remplacement
Des études pré-cliniques chez l'animal sont nécessaires afin de s'assurer de la bonne diffusion des molécules utilisées suite à la sonoporation au sein de l'oreille interne. L'utilisation de modèles animaux autorise aussi la vérification de l'absence d'évènements indésirables, et le prélèvement de liquide de l'oreille interne. Cette étude permettra de s'assurer de la supériorité de la sonoporation pour la diffusion du gadolinium au sein de l'oreille interne et de vérifier l'absence de déficit (auditif, vestibulaire ou de la fonction faciale). Le modèle animal ne peut être substitué par un modèle in-vitro ou in silico à ce jour.
Réduction
Sur la base d'une étude statistique et bibliographique, notre étude nécessite l'inclusion de 12 animaux. Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés, chaque brebis sera son propre témoin avec un côté où il sera effectué une délivrance de gadolinium par sonoporation et un autre une délivrance par injection en regard de la fenêtre ronde pour vérifier l'hypothèse d'une meilleure diffusion par sonoporation. L'hypothèse d'une amélioration de la diffusion de 60% +/- 30 % du gadolinium par la sonoporation sera vérifiée par un test statistique approprié, ainsi que l'absence de baisse des seuils auditifs. Le calcul d'effectif indique qu'un groupe de 6 sera suffisant pour confirmer cette hypothèse. En métabolomique (pour l'analyse de la périlymphe), il n'existe pas de recommandation sur le nombre minimum de sujets. Cependant nos précédentes études sur le sujet ont montré que l'inclusion de 6 sujets avait permis de faire ressortir des groupes statistiquement différents en utilisant des analyses statistiques adaptées. Notre expérience, sur le prélèvement de périlymphe, nous a permis de le réaliser systématiquement sur une oreille normale jamais opérée. La principale contrainte était le faible volume prélevé qui a été résolu par validation de la technique d'analyse. Ainsi, nous estimons que 12 brebis incluses au total serait raisonnnable pour ne pas augmentrer le nombre d'animaux tout en ayant des résultats si nos hypothèses se vérifient. 2 animaux supplémentaires seront prévus en cas de problème.
Raffinement
Anesthésie : les animaux arriveront la veille de la 1ère anesthésie, et seront mis à jeun 15h avant l’intervention, avec abreuvement adlibitum. Induction intraveineuse, puis maintien au masque avec inhalation d’un mélange gazeux d’oxygène véhiculant l’isoflurane pour obtenir un relachement musculaire suffisant avant intubation. Chirurgie et Per-imagerie - Anesthésie : Les brebis seront maintenues sous O2 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. Les animaux sont logés en cases collectives sur paille, et manipulés dans le calme. Le monitoring des constantes sera effectué lors de l'anesthésie générale afin de détecter une douleur peropératoire nécessitant une adaptation de l'analgésie et/ou de la profondeur de l'anesthésie. La réalisation d'une anesthésie locale à base permettra de minimiser la douleur per opératoire. Ces injections seront être renouvelées en cas de douleur de l'animal . Une table chauffante sera utilisée pendant la durée de l'anesthésie générale pour éviter tout épisode d'hypothermie. La douleur post-opératoire sera aussi monitorée avec l'échelle visuelle en pièce jointe et l'analgésie revue en cas de douleur.
Choix des espèces
La brebis est l'animal que nous désirons utiliser pour ces recherches sur l'oreille interne car elle présente un spectre auditif comparable à l'Homme et une anatomie de l'oreille interne semblable à l'Homme en terme d'anatomie et de dimensions. La chirurgie de la brebis est comparable à celle de l'homme pour l'accès à l'oreille interne. Le sexe féminin est à privilégier compte tenu des difficulté d'accès à l'oreille interne chez le bélier. En effet, l'épaisseur de la corticale du bélier rend le fraisage difficile et très long. Enfin, le volume de liquide endocochléaire prélevé chez la brebis est comparable au volume qu'il est possible de prélever chez l'Homme rendant possible les études en métabolomique sur ce liquide. Les animaux utilisés seront âgés de plus d'un an car à cet âge, la maturation du système auditif est atteinte. Afin de constituer un groupe homogène, les brebis seront âgées de 2 à 3 ans.
Evaluation de biomateriaux en site osseux chez la brebis par le comblement de defauts osseux de taille critique
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
120 brebis vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque brebis subit une chirurgie osseuse sous anesthésie générale, avec création puis comblement d'un défaut osseux, avant d'être tuée pour analyser les échantillons d'os. Le porteur indique que l'intervention peut provoquer une fracture ou une inflammation prolongée avec douleur locale, la fracture déclenchant un point limite. L'objectif déclaré est de tester un biomatériau destiné à la médecine humaine et d'obtenir les autorisations de mise sur le marché, le porteur affirmant qu'il n'existe "pas d'autres méthodes" que l'animal.
Objectifs
Ce projet fait partie d’un ensemble de programme de recherche qui s’intéressent à l’ingénierie tissulaire et le développement des biomatériaux susceptibles de stimuler la formation de tissus osseux, seuls ou en association avec des cellules de moelle osseuse isolées et/ou de molécules actives. L’objectif de ce projet est de confirmer l’apport de ces biomatériaux sur la cicatrisation osseuse par l’utilisation du modèle brebis. Les résultats in vivo permettrait d’obtenir les autorisations nécessaires pour des études cliniques chez l’Homme ainsi que les autorisations de mise sur le marché (marquage CE, FDA).
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif de s’assurer de la tolérance et du comportement de ce biomatériau destiné in fine à un usage en médecine humaine.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale sous anesthésie générale. Après un période postopératoire (plus ou moins longue selon les protocoles), les animaux seront euthanasiés afin de prélever et analyser les echantillons osseux.
Impact sur les animaux
En raison de l’objectif de l’étude, les effets indésirables majeurs sont la survenue d’une fracture ou le développement d’une réaction inflammatoire prolongée au niveau des sites d’implantation pouvant générer une douleur locale et une inflammation chronique. La survenue d’une fracture constitue une atteinte immédiate des points limites. Un retentissement systémique de la réaction inflammatoire prolongée avec baisse d'activité et de l'appétit entraînant une perte de poids constitue également un des points limites lorsqu'un échec thérapeutique à l'administration d'antalgiques et de soins locaux est constaté.
Devenir
A la suite de la procédure,les animaux seront euthanasiés afin de pouvoir prelever et analyser les defauts osseux.
Remplacement
A l’heure actuelle, il n’existe pas d’autres méthodes d'étude de la tolérance de l'hôte permettant d’éviter ou de remplacer l’utilisation d’animaux pour l’approche thérapeutique abordée dans ce projet.
Réduction
Compte-tenu d’études comparables déjà publiées et des travaux précédemment réalisés sur la plateforme, le nombre d’animaux par groupe correspond au nombre minimal requis pour atteindre une significativité statistique. L’animal étant son propre témoin, cela nous permet de réduire la variabilité individuelle, d’augmenter la puissante du test statistique et de travailler sur des faibles effectifs (n=6) sans perdre la validité statistique. Réduction du nombre d'animaux par la mise en place de procédures raffinées (anesthésie, suivi et soin des animaux et prise en charge de la douleur, alimentation et enrichissement) limitant les pertes animales et l'atteinte de points critiques en cours de protocole.
Raffinement
Conditions d’hébergement : Les animaux sont stabulés en groupe dans des conditions similaires à leur hébergement en élevage. Ils ont accès librement au foin et à l’eau (ad libitum). L’alimentation est complétée par des granulés spécifiques (Terrena, France) et par des pierres à lécher (apport en minéraux). Les animaux bénéficient d’un suivi individuel quotidien pendant toute la durée de l’expérimentation : examen clinique et évaluation de la douleur/inconfort selon une grille présentée en annexe 1 : intégration dans le troupeau, comportement à l’approche de l’opérateur, appétit et rumination, vigilance, posture (debout, couchée), port de tête à l’arrêt et en déplacement, aspect et posture au niveau du dos et des membres postérieurs, confort global (sur une grille de 1 à 10). De façon générale, la gestion de la douleur per et post-opératoire est assurée par un vétérinaire qualifié qui suit les règles d’analgésie et d’antalgie en vigueur afin d’assurer un confort optimal pour l’animal. Un examen clinique sera fait quotidiennement par un vétérinaire pour déceler toute complication post-opératoire.
Choix des espèces
Le choix de la brebis est fondé sur plusieurs critères : - Animaux adultes car maturité squelettique - La taille des animaux permet une gestion aisée de l’anesthésie et de l’analgésie - Animaux faciles à gérer en stabulation - Modèles de reconstruction osseuse chez la brebis largement répandu décrit dans la littérature Animaux adultes : aspect anatomique (modèle validé)
Evaluation de la prédiction des thermothérapies percutanées dans la prostate et le foie par IRM sur modèle porcin
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles urogénitaux
50 porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Les animaux castrés reçoivent des injections de testostérone toutes les deux semaines pendant trois mois pour hypertrophier la prostate, puis subissent sous anesthésie une thermoablation du foie et de la prostate par laser ou micro-ondes guidée par IRM. Le porteur indique que la testostérone peut modifier le comportement et signale que la procédure de thermoablation, terminale, ne devrait pas causer d'effets indésirables. Il valide une technique destinée à traiter des tumeurs humaines et affirme qu'aucune méthode in silico ne peut remplacer l'animal.
Objectifs
Ce projet a pour but de valider la pertinence d’une technique de thermoablation (consistant à détruire des tissus par la chaleur) par fibre laser et micro-ondes sous guidage IRM, pour traiter des tumeurs de la prostate et du foie chez l’homme. Elle présente peu de complications et un temps de récupération rapide pour les patients en comparaison de la chirurgie conventionnelle. Cependant, cette procédure interventionnelle demeure assez peu normalisée, ce qui conduit à une variabilité de l’efficacité des traitements cliniques. L’utilisation de l’IRM pour estimer la quantité de chaleur déposée permet de visualiser l’avancement de la procédure en 3D et temps réel. Cela ouvre donc la possibilité d’optimiser le traitement (de manière à recouvrir toute la tumeur en réduisant au maximum l’impact sur les tissus sains environnants). Pour cela, une étape importante consiste à valider la thermométrie IRM. Il s’agit de vérifier que les dimensions des lésions thermiques mesurées sur les données de thermométrie correspondent aux dimensions des lésions mesurées sur les tissus après prélèvement. Par nature, le porc juvénile castré possède une très petite prostate comparée à celle de l’homme mâture, ce qui complique la procédure interventionnelle. Un traitement hormonal préalable à la thérapie par laser ou micro-ondes est donc nécessaire pour induire une augmentation du volume de la prostate, afin d’obtenir un modèle animal dont les caractéristiques anatomiques sont plus proches des situations cliniques.
Bénéfices attendus
Le bénéfice principal attendu de ce projet est la validation des données de thermométrie pour prédire les dimensions des lésions thermiques par nécrose de coagulation lors d’ablations laser et micro-ondes réalisées sur le foie et la prostate. D’autre part, les données expérimentales obtenues dans ce projet permettront d’affiner les protocoles de thermoablation (durée et température cible) des dispositifs médicaux évalués. Ces données serviront également à raffiner les logiciels de simulation afin de réduire le nombre d’animaux à inclure dans des études ultérieures.
Procédures
Les animaux inclus dans cette étude subiront une injection intramusculaire toutes les deux semaines pendant 3 mois maximum (animaux vigiles). Une procédure d’injection minimisant le stress de l’animal sera appliquée (bolus de moins de dix secondes). Pour la procédure mini invasive de thermoablation sous IRM, les animaux seront placés sous anesthésie générale et analgésie adaptée (l’anesthésie par injection de médicaments en quelques secondes). Des aiguilles laser ou micro-onde seront insérées dans le foie et/ou la prostate, via une légère incision pratiquée sur la peau de l’animal, pour réaliser des ablations (lésions) thermiques. Pour les besoins de l’expérimentation, la procédure durera un maximum de 4h. Pour réaliser des images anatomiques, le respirateur pourra être mis en pause pour une durée de 30s.
Impact sur les animaux
Bien que l’injection de testostérone soit déjà validée en clinique humaine, l'influence de ce type d’injection chez le porc juvénile castré reste peu documentée. Les nuisances potentielles suivantes seront évaluées lors de la phase de croissance : modification du comportement (ex : agressivité envers les congénères et vis-à-vis des soigneurs/manipulateurs) et variation notable de la prise de poids par rapport aux courbes documentées pour cette espèce. La procédure expérimentale de thermo-ablation est terminale et réalisée sous anesthésie générale et analgésie adaptée. Ce type de procédure est déjà en place et maitrisée par l’équipe de l’établissement utilisateur. Il n’est donc pas attendu d’effets indésirables sur cette partie de l’expérimentation.
Devenir
Après induction d’une hypertrophie de la prostate, tous les animaux vont rentrer dans un protocole de thermoablation à l’issue duquel tous les animaux seront euthanasiés afin d’explanter les tissus cibles.
Remplacement
Il est nécessaire d’évaluer in vivo l’efficacité et l’innocuité des techniques de thermoablation en vue d’une application chez l’homme. Des évaluations sur organes ex vivo ont déjà été réalisées et sont systématiquement effectuées pour chaque dispositif d’ablation avant d’envisager une évaluation in vivo. Néanmoins, ces expériences ne permettent pas d’analyser précisément l’influence de la diffusivité thermique, de la perfusion tissulaire, des mouvements (respiratoires, péristaltisme digestif), de la proximité des gros vaisseaux (artères et veines), des interfaces entre différents organes et de leur composition (infiltrats graisseux notamment) qui influent très fortement sur la distribution résultante de la température tissulaire autour du dispositif de thermoablation.
Réduction
L’évaluation préalable sur des gels et organes ex vivo permet de valider la compatibilité IRM de chaque dispositif médical de thermoablation à disposition sans recourir à une expérimentation in vivo. Une fois cette phase réalisée, les expérimentations in vivo sont réalisées avec comme objectif de valider le côté prédictif des données de thermométrie IRM et de définir les dimensions typiques atteignables pour différents protocoles (durée, température maximale) de thermoablation. La possibilité de réaliser plusieurs ablations sur un même animal (une sur la prostate et jusqu’à 3 sur le foie) permet de réduire le nombre d’animaux à inclure. Si l’utilisation de testostérone pour augmenter la taille de la prostate porcine ne permet pas d’obtenir une hypertrophie suffisante de la prostate pour réaliser des thermoablations dans cet organe, les animaux concernés seront utilisés pour réaliser des ablations thermiques sur le foie. En effet, il n’a pas été démontré dans la littérature qu’une supplémentation à court terme en testostérone provoquait des dommages hépatiques (physiologie et morphologie). Les prostates des animaux ne répondant pas suffisamment au traitement hormonal (hypertrophie insuffisante) ou n’ayant pas subi d’ablation dans cet organe pourront être prélevées pour réaliser des tests ex-vivo. Actuellement, nous n’avons pas d’estimation de la variabilité des mesures que nous observerons. Le nombre d’animaux par campagne de validation annuelle a été établi sur la base de validations précédentes réalisées sur le foie, en considérant que la variabilité des mesures sera plus faible sur la prostate. Les premières expériences nous permettront d’avoir une estimation plus précise de la variabilité de nos mesures ; il nous sera alors possible d’ajuster le nombre d’animaux requis pour les différentes campagnes, suivant une approche statistique.
Raffinement
Toutes les procédures expérimentales ainsi que l’environnement d’hébergement sont adaptés au projet. Les animaux seront maintenus dans un premier temps chez l’hébergeur annexe de l’EU en condition de ferme puis au sein de l’EU. Les animaux seront en hébergement collectif avec des objets d'enrichissement (Kong, balles, jouets en caoutchouc durs mastiquables...) à disposition. Les gestes interventionnels seront toujours réalisés sous anesthésie générale et analgésie adaptées. Le bien-être de l'animal sera contrôlé en veillant aux conditions d'hébergement et au comportement des animaux durant les deux phases d'acclimatation d’une semaine : celle précédant les injections chez l’hébergeur et celle précédant l’expérimentation terminale réalisée sur le site de l’établissement utilisateur. Des critères d’alerte précis sont surveillés chez l’éleveur. Si l’animal présente un signe clinique ou développe un comportement agressif, la posologie sera ajustée (réduction de moitié de la dose injectée) assortie d’une surveillance accrue du comportement de l’animal. Si dans les deux semaines qui suivent, l’animal ne retrouve pas un comportement normal, le traitement sera arrêté. Le comportement des premiers animaux permettra d’ajuster si nécessaire la posologie à appliquer pour les animaux suivants. Les gestes interventionnels sont réalisés sous anesthésie générale avec une analgésie adaptée. Un monitoring continu des signaux physiologiques sera réalisé pendant toute la procédure et permettra d’évaluer sir les points limites prédéfinis sont atteints (plage de température corporelle physiologiques et rythme cardiaque limite).
Choix des espèces
Du fait de ses caractéristiques anatomiques (taille, structure et morphométrie des organes, stabilité génétique) et son métabolisme proche de ceux de l’homme, le porc est le modèle de référence pour l’évaluation des dispositifs médicaux d’ablation. D’autre part, les organismes de régulation des dispositifs médicaux (FDA, CE) exigent la production de résultats sur ce modèle animal pour évaluer la conformité réglementaire. Enfin, il n’existe pas à ce jour de méthode de substitution in silico permettant de s’affranchir d’une phase expérimentale sur animal vivant. L’hébergeur va directement accueillir dans son enceinte agrée des animaux âgés de 2 mois (ces animaux ayant été castrés à l’âge de 10 jours). Il sera alors nécessaire de commencer les injections sur ces animaux (entre 15-20kg), l’objectif étant de réaliser les ablations sur des cochons entre 45 et 90 kg après 3 mois de traitement. En dessous de quatre mois , les porcs risquent d’être trop petits, avec une trop petite prostate pour obtenir des résultats concluants. Au-dessus de 5 mois, les porcs risqueraient d’être trop volumineux pour réaliser les expériences sous IRM dans de bonnes conditions.
Évaluation de matrices alternatives à l’allogreffe artérielle cryopréservée dans le remplacement des voies aériennes
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
30 brebis vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie de remplacement de la trachée par une matrice soutenue par une endoprothèse d'environ 150 minutes, une partie subissant en plus une fibroscopie ou une bronchoscopie rigide. Le porteur indique attendre douleur post-opératoire, risque infectieux et stress, pris en charge par morphine et antibiotiques. Il teste deux matrices de substitution à l'allogreffe artérielle et affirme que le remplacement par une méthode sans animaux n'est pas possible pour une greffe des voies aériennes.
Objectifs
Les tumeurs trachéales sont une pathologie rare (2 à 6 nouveaux cas/100000 personnes chaque année). Le traitement qui assure les meilleurs résultats à long terme de la survie globale est la résection chirurgicale. Pour des résections limitées à moins de 5 cm de la trachée il est envisageable de réaliser une résection et anastomoses des extrémités. Le problème se pose quand la tumeur envahie plus de 5cm de trachée. Dans ce cas il nous faut un substitue trachéale ou trachéobronchique en fonction de l’étendue de la pathologie (extension à l’arbre bronchique ou la carène). La greffe trachéo-bronchique est un véritable défi chirurgical et biologique. Des échecs successifs ont été observés avec les prothèses synthétiques, les bioprothèses, les allogreffes trachéales, et les autogreffes d’organes et tissus divers. Notre équipe a proposé le remplacement trachéo-bronchique par une allogreffe artérielle cryopréservée soutenue par une endoprothèse. Cette technique est la seule à avoir prouvé son efficacité et durabilité. Ces résultats ont été démontrés chez l’animal (brebis) et ils ont permis des applications cliniques chez l’homme. L’apparition de néo-cartilage semble se développer à partir des cellules souches mésenchymateuses du receveur, le corps humain agissant comme bioréacteur naturel. Cependant il existe une pénurie d’allogreffe artérielle qui, face à la demande accrue grâce à une technique qui a montré son intérêt et qui se répand dans d’autres pays, devient un problème de disponibilité. Une matrice alternative de disponibilité illimitée et sur mesure représenterait l’avenir d’une chirurgie de remplacement des voies aériennes avec des indications plus vastes. L’objectif principal de ce projet est de tester deux matrices alternatives à l’allogreffe artérielle cryopréservée dans le remplacement des voies aériennes in vivo chez la brebis : une matrice en collagène et une matrice biologique (aorte porcine décéllularisée). Les deux matrices ont été étudiées in vitro par rapport la capacité d’être colonisée par les cellules souches mésenchymateuses (CSM) humaines et d’en favoriser leur pénétration et prolifération. Il est nécessaire maintenant de tester in vivo chez la brebis ces matrices alternatives. Celles-ci seront comparées à l’allogreffe aortique cryopréservée en termes de propriétés mécaniques, biologiques, capacité de colonisation par les cellules de l’hôte et génération de novo de cartilage.
Bénéfices attendus
Ce projet représente la suite des travaux de recherche concernant le remplacement trachéo-bronchique par une allogreffe artérielle, réalisée chez la brebis, permettant l'utilisation de la technique chez l'homme, avec la formation de nouvelles voies respiratoires. Ce nouveau projet représente une étape fondamentale d’un travail de recherche essentiel qui vise à tester l'efficacité de matrices alternatives à l'allogreffe artérielle afin de proposer des solutions thérapeutiques plus facilement accessibles, de disponibilité illimitée et sur mesure. Cela pourrait représenter l’avenir d’une chirurgie de remplacement des voies aériennes avec des indications plus vastes.
Procédures
Les animaux seront soumis à des interventions exclusivement sous anesthésie générale. Trois types de procédures sont prévues : 1)Les 30 animaux subiront tous la procédure chirurgicale de remplacement trachéal par matrice stentée. La procédure aura une durée moyenne de 150 minutes. 2)Une fibroscopie flexible sous anesthésie générale sera réalisée pour 6 animaux. La procédure aura une durée moyenne de 5 minutes. 3)Une bronchoscopie rigide avec ablation de l’endoprothèse trachéale sous anesthésie générale sera réalisée pour 12 animaux. La procédure aura une durée moyenne de 30 minutes.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sont le risque anesthésique, la douleur post-opératoire, une infection post- opératoire, une perte de poids temporaire au cours de la période post-chirurgicale, le stress. En fonction du moment per/post opératoire, l’analgésie est obtenue : par injection, lors de l’induction, de chlorhydrate de morphine (par voie intra-musculaire ; morphine Lavoisier, France) renouveler toutes les 4 à 6 heures. Ce traitement analgésique pourra être poursuivi, après évaluation de la douleur de l’animal et examen clinique, pendant les 48 à 72 heures post-opératoires. Une injection de Ketofen 10 % (par voie intramusculaire ; Ceva, France) est réalisée sur l’animal extubé. Ce traitement anti-inflammatoire sera poursuivi sur une période de 3 à 5 jours. Afin de prévenir les infections, un traitement antibiotique prophylactique sera réalisé par injection de Vetrimoxin 48 heures (15 mg d'amoxicilline par kg de poids vif deux fois à 48 heures d'intervalle, par voie intramusculaire, Ceva, France). En cas d’infection post-opératoire, qui peut être décelée par une perte de poids ou rougeur et chaleur au niveau de la cicatrice, le traitement par antibiotique sera renouvelé. Afin de réduire le stress associé à la chirurgie, les animaux seront hébergés deux semaines avant la date de l’intervention et ils seront gardé dans des boxes communs sauf en immédiat postopératoire.
Devenir
A la fin de la période expérimentale (de 1 mois à 12 mois après la chirurgie) les animaux seront mis à mort selon le calendrier prévu. Des prélèvements des matrices et des trachées en contiguïté des greffons seront réalisés afin de réaliser les études d’ histologie et d’immunohistochimie prévues.
Remplacement
Avant l’implantation des matrices chez les brebis les matrices ont été testées in vitro afin d’étudier leurs propriétés biologiques et la capacité d’être colonisées par des cellules souches mésenchymateuses (CSM) humaines et d’en favoriser leur pénétration et prolifération. Néanmoins, le remplacement n’est pas possible car l’étude porte sur la greffe des voies aériennes au sein d’un organisme vivant complexe. Le recours à l'expérimentation animale est indispensable pour ce projet avant la réalisation d’essais cliniques chez l’homme, n’existant pas d’autre méthode alternative. Cette affirmation se base sur : des discussions avec des confrères; des conférences en pneumologie et chirurgie thoracique ; une recherche bibliographique approfondie effectuée sur la période 2010-2023 dans les bases de données en utilisant es mots-clés suivants: replacement, trachea, aorta, alternatives.
Réduction
Un modèle ovin de remplacement trachéal a largement été publié par notre équipe avec un taux de survie postopératoire globale de 90% à 12 mois. L’expérience de notre équipe sur ce modèle animal nous permettra de réduire le nombre d’animaux normalement prévus pour une mise au point chirurgicale. Néanmoins il faudra considérer une mise au point par rapport les matrices alternatives qui seront greffées et la nécessité d’avoir un groupe « contrôle » afin de pouvoir comparer les résultats de la même série d’expériences (validité des matrice alternatives par rapport l’allogreffe artérielle cryopréservée). Le nombre d'animaux a donc été déterminé par une approche statistique qui nous permet de n’inclure que 30 animaux, 10 par groupe. Les paramètres étudiés seront : la tolérance clinique de la matrice, l’apparition de complications postopératoires, les résultats histologiques et immunohistochimique sur les matrices après mise à mort des animaux (l’apparition et l’évolution des structures cartilagineuses issues d’un processus de néochondrogénèse et ré-épithélialisation).
Raffinement
La méthodologie utilisée nous permettra d’assurer l’absence de souffrance inutile et le bien-être des animaux. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum ; le milieu est enrichi). Les animaux seront laissés dans des boxes communs sauf dans les premiers jours postopératoires afin d’éviter des problèmes au niveau des cicatrices. Le vétérinaire réfèrent du Laboratoire passera une fois par semaine voire les animaux ainsi qu’à la demande des zootechniciens si besoin. Durant les périodes post-opératoires immédiates, le suivi des animaux est quotidien à l’aide d’une grille de suivi des points limites définis a priori (alimentation, perte de poids, dyspnée, douleur). Ces périodes ont une durée variable qui va de minimum 2 semaines jusqu’à que l’animal ne nécessite plus d’une surveillance rapprochée au sein de l’animalerie du Laboratoire. Cette durée est déterminée par le vétérinaire responsable qui doit donner son accord afin que l’animal puisse repartir dans son centre d’origine. Les animaux auront un traitement antalgique adapté. En cas de signes externes de souffrance (perte de poids, cachexie, prostration, fièvre) ou de dyspnée persistante pendant plus de 24h, les animaux seront mis à mort. Les animaux sont maintenus à jeun 12 heures avant l’intervention chirurgicale (alimentation solide) l’eau est laissé à disposition. Un examen clinique pré-anesthésique est réalisé : couleur des muqueuses, temps remplissage capillaire, auscultation cardiaque et pulmonaire, fréquences cardiaque et respiratoire, température, tympanisme gastrique. Les paramètres de surveillance anesthésiques seront évalués toutes les cinq minutes : Couleur des muqueuses et temps de recoloration capillaire ; Tonus musculaire mandibulaire ; Positionnement du globe oculaire (Myosis/mydriase, Réflexe palpébral) ; Fréquences cardiaque et respiratoire ; Oxymétrie de pouls ; Température ; Electrocardiogramme ; Pression artérielle invasive. L’expérience de l’équipe chirurgicale dans ce type de procédures représente un gain au raffinement, en termes de temps d’intervention, gestion et maitrise des risques ; en effet l’intervention de remplacement des voies aériennes est une procédure utilisée en soins courants chez l’homme dans notre centre.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie pour ce projet est l’ovin. La pertinence est justifiée par l’expérience de l’équipe sur ce modèle animal. En effet un modèle ovin de remplacement trachéal a largement été publié par notre équipe. Le modèle animal choisi pour cette étude est la brebis d’un âge moyen de trois mois et d’un poids compris entre 20 et 30 kg. Ce choix est justifié par l’importante expérience de notre équipe sur le remplacement trachéal, de la carène et des bronches sur ce modèle animal. Tous les animaux seront issus du même élevage et recevront des soins en accord avec les principes du « Guidelines on the protections of experimental animals » du Conseil de la Communauté Européenne (1986).
Utilisation de l’imagerie in vivo pour l’évaluation des candidats vaccins et l’amélioration des vaccins existants
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
Rats : 200
Hamsters dorés : 300
Autres rongeurs : 200
Lapins : 100
Cochons : 100
Macaques à longue queue : 80
8 980 animaux non-humains vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, une partie tuée et les autres réutilisés, adoptés ou renvoyés à l'élevage. L'effectif comprend 8 000 souris, 300 hamsters dorés, 200 rats, 200 autres rongeurs, 100 lapins, 100 porcs miniatures et 80 macaques à longue queue, infectés par des bactéries ou virus modifiés puis suivis par imagerie sous anesthésie. Le porteur indique que les produits sont "en général bien tolérés" et n'attend que des réactions locales, sans détailler les effets de l'infection sur chaque espèce. Cette société décrit un service d'évaluation de vaccins destiné aux dossiers réglementaires et affirme que l'imagerie in vitro ne peut se substituer aux "organismes entiers".
Objectifs
Ce projet a pour objectifs d’évaluer la qualité de nouveaux vaccins (exemple à la base de l’ARNm) ou de vaccins existants grâce à l’imagerie par fluorescence et/ou par bioluminescence, ou par mesure du poids moléculaire des lipides grâce au MALDI-MSI (Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization as a Mass Spectrometry Imaging). Les critères d’évaluation sont : - La protection des vaccins développés en traitements préventifs et/ou thérapeutiques de maladies infectieuses grâce au suivi des pathogènes (bactéries/virus génétiquement modifiées) ou marqués par des molécules fluorescentes - La biodistribution et le mécanisme d’action des différentes molécules (ex : cellules, antigènes, adjuvants, anticorps, nanoparticules). Le suivi de certaines molécules d’intérêt par fluorescence est possible grâce à un fluorochrome (molécules assez petite) pouvant se greffer sur des molécules biologiques avec une perturbation nulle ou minimale de leurs propriétés physico-chimiques. Ainsi, la fluorescence peut par exemple être utilisée pour un suivi de biodistribution effectué par exemple sur des anticorps, des peptides, ou bien des acides nucléiques. L’imagerie par bioluminescence est une modalité faisant appel au génie génétique. Son principe repose sur l’intégration du gène codant pour la luciférase qui est une enzyme présente, à l’état naturel, dans des organismes tels que la luciole ou l’anémone de mer. Si ce gène est correctement intégré, les cellules vivantes exprimeront la luciférase qui, au contact de son substrat, la luciférine, donnera lieu à une réaction enzymatique émettrice de photons. Ces photons seront détectés par la caméra à haute sensibilité. Il sera alors possible de localiser et de quantifier in vivo les cellules ayant intégrées la construction luciférase.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus pour ce projet sont multiples : i) Sélection des antigènes et des adjuvants constituant le vaccin, ii) Évaluation de la biodistribution et des mécanismes d’action du vaccin, iii) Évaluation de la performance du vaccin au niveau préclinique avant les essais cliniques chez l’homme, iv) Support au développement des procédés des antigènes et des adjuvants. Ces différentes données précliniques ont pour but de supporter des essais cliniques et l’enregistrement du candidat vaccin ou l’amélioration de vaccins existants. Ces données sont généralement incluses aux différents dossiers réglementaires.
Procédures
En plus des paramètres mesurés par imagerie in vivo, des prélèvements de sang ou autres fluides biologiques (écouvillonnages nasaux, vaginaux, lavages broncho-alvéolaires, liquide cérébro-spinal, etc.) peuvent être réalisés afin d’étudier la virémie ou la bactériémie à des temps intermédiaires. Occasionnellement, différents organes et fluides physiologiques sont prélevés en fin d'étude après euthanasie des animaux pour déterminer des charges virales, bactériennes, parasitaires, l'expression d'antigènes in vivo, réponses immunes pré et post-infection etc. Occasionnellement, des animaux infectés peuvent être euthanasiés avant la fin de l'étude pour répondre à des questions particulières (imagerie ex vivo, réponses immunes précoces à l'infection contre une charge infectieuse, etc.) Concrètement, les animaux sont soumis à : - Des observations cliniques quotidiennes (observation de l’état général des animaux, des sites injectes, gonflements des ganglions, mobilité, etc.) - Des pesées quotidiennes ou hebdomadaires (contention pour mesurer l’évolution du poids corporel) - Des anesthésies volatiles quotidiennes ou hebdomadaires ou chimiques, - Des injections par différentes voies d’administration, intramusculaire de 1 à 3 injections à 1 à 4 semaines d’intervalle, intranasale de 1 à 3 injections à 1 à 4 semaines d’intervalle, sublinguale de 1 à 3 injections à 1 à 4 semaines d’intervalle, intraveineuse , intrapéritonéale - Des prélèvements de sang, d’organes (1 fois en prélèvement terminal), de fluides corporels (urine, salive), fèces etc. - Des euthanasies en phase terminale effectuées sous anesthésies par du personnel spécifiquement formé et selon la procédure en vigueur.
Impact sur les animaux
Le projet consiste en l’administration d’un ou plusieurs antigènes marqués ou non et si nécessaire d’un adjuvant marqué ou non. Les produits sont en général bien tolérés. Aucune réaction systémique n’est attendue. Quelques réactions locales (rougeur, nodule, abcès froid) sont possibles.
Devenir
Certaines procédures nécessitent de l’imagerie ex vivo sur des organes spécifiques ce qui implique une euthanasie des animaux. Les autres animaux peuvent être réutilisés, replacés ou adoptés.
Remplacement
Des essais in vitro sont également utilisés pour déterminer les seuils de détection in vitro et ex vivo des appareils d’imagerie, ils apportent des données complémentaires mais, à ce jour, ne peuvent se substituer aux essais in vivo sur des organismes entiers.
Réduction
Les schémas expérimentaux de ce projet feront l’objet d’une revue par des biostatisticiens, afin de calculer au plus juste le nombre d’animaux nécessaire. Il est à noter que l’imagerie in vivo permet un suivi longitudinal sur une durée définie de chaque animal qui est par conséquent son propre témoin, ce qui permet de réduire considérablement le nombre d’animaux par étude. En effet, en se basant sur les études effectuées au cours des 5 dernières années, maximum 1000 souris par an seront dédiées aux études de biodistribution et de criblage des molécules, antigènes etc. Environ 50 souris par groupe avec 2 à 4 groupes par étude et 4 à 5 études par an. De plus, maximum 600 souris par an seront utilisées pour les autres études, par exemple, mécanisme d’action et la formation et preuve de concept. Maximum 60 hamsters et 40 rats par an seront dédiés à des études avec des agents pathogènes. Pour ces études 4 à 6 animaux par groupe seront utilisés avec 3 à 4 groupes par étude. Maximum 2 à 3 études par an seront réalisées. Maximum 20 lapins par an seront utilisé pour des recherches spécifiques d’inflammation. Pour ces tests 3 à 5 animaux par groupe avec 1 à 2 groupes par étude sont prévus. Une à deux études par an seront effectuées pour ces recherches spécifiques. Concernant les miniporcs et les PNH, nous allons effectuer deux études maximums par an et par espèce. Ces études rares seront dédiées pour étudier les mécanismes d’action de certaines molécules spécifiques ainsi que l’immunogénicité de ces molécules chez ces espèces. Quatre à six animaux par groupe avec 1 ou 2 groupes par étude sont prévus.
Raffinement
Pour les procédures ou d’effets indésirables sont attendus, des points limites sont mis en place afin d’éviter aux animaux toutes atteintes potentielles à leur bien être tout au long des dites procédures. Les animaux sont hébergés en groupe dans des cages contenant des dispositifs d’enrichissement. Les locaux utilisés sont conformes aux standards réglementaires et suivis par un personnel spécifiquement formé. De plus, le raffinement réside dans deux caractéristiques principales. Tout d’abord, dans la majorité des cas, cette technique est non invasive puisque les souris sont simplement anesthésiées pendant une courte durée lors des acquisitions d’images et réchauffées grâce à un plateau chauffant afin d’éviter les risques d’hypothermie. D’autre part, la sensibilité des appareils d’imagerie in vivo permet de diminuer les doses de pathogènes administrées aux animaux par rapport aux modèles classiques.
Choix des espèces
L’imagerie préclinique in vivo est une technique initialement adaptée au petit animal (principalement la souris et les rats/hamster avec un poids inférieur à 200g). Ceci est dû à la détection difficile du signal lumineux dans les tissus profonds des animaux de plus grande taille. Néanmoins, de nouvelles techniques semi-invasives permettent d’étendre le champ d’application de l’imagerie in vivo à des espèces plus grandes (ex : lapin, miniporc, macaque) et font l’objet d’une procédure spécifique. Le modèle animal utilisé est sélectionné également en fonction des antigènes évalués, du type de réponse immune analysé et des données de la littérature ou des connaissances scientifiques. D’autre part, certaines espèces animales sont sensibles aux pathogènes d’intérêt et d’autres non. D’autres aspects techniques sont aussi à prendre en compte : taille des animaux (voie ou volume des administrations, volume de prélèvement…), disponibilité des outils immunologiques adaptés à l’espèce (cytokines, marqueurs cellulaires…). Les souris mutantes ou transgéniques constituent dans certains cas une opportunité unique pour étudier les mécanismes d’actions et les voies associées à la réponse immunitaire.
Diminution des comportements sexuels délétères chez les porcs mâles non castrés à l’aide d’une plante
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
36 porcs mâles vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis remis dans le circuit d'élevage. Chaque animal subit une immobilisation au lasso de quelques secondes pour une prise de sang unique, afin de mesurer l'effet d'une poudre de gattilier sur la testostérone et les comportements sexuels. Le porteur indique que l'immobilisation et le prélèvement provoquent une douleur faible et brève. Il vise à réduire les chevauchements entre porcs non castrés en engraissement et affirme que l'étude du comportement ne peut être remplacée par une approche in vitro.
Objectifs
Depuis le 1er janvier 2022, la castration à vif des porcelets est interdite, leur castration doit être réalisée sous anesthésie et analgésie. Certains éleveurs font le choix d’élever des porcs mâles non castrés, mais ils peuvent être confrontés à des problèmes comportementaux. En effet, la production d’hormones sexuelles augmente avec le développement pubertaire au cours de la phase d’engraissement. Ces hormones stimulent le comportement sexuel et peuvent induire des chevauchements qui conduisent parfois à des chutes, des boiteries, et des paralysies partielles de l’arrière-train dans les rares cas extrêmes. L’augmentation de l’espace et l’enrichissement du milieu comme c’est le cas en système biologique ne permettent pas de réduire totalement ces comportements de chevauchement. Notre objectif est de tester les effets des fruits du gattilier réduits en poudre distribués sur la ration alimentaire. Le gattilier ou « Chastetree » (nom scientifique : Vitex agnus-castus) est une plante méditerranéenne connue dès le Moyen-âge pour réduire la libido des moines (effet anaphrodisiaque). Les fruits du gattilier sont autorisés en tant que matières premières pour l’alimentation animale. L’objectif de ce projet est d’étudier l’effet sur le comportement des porcs et les concentrations plasmatiques de testostérone d’une dose croissante de gattilier au cours de la croissance des porcs (afin de conserver le ratio quantité de gattilier/poids vif).
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de vérifier si la distribution de doses croissantes de l’aliment testé (poudre de fruits de gattilier) à des porcs mâles non castrés en engraissement permet de diminuer les comportements sexuels délétères par des analyses physiologiques du comportement et des concentrations de testostérone et d’objectiver les effets de cette plante autorisée pour l’alimentation animale en vue d'une application en élevage.
Procédures
Ce projet comporte une prise de sang en condition vigile pour 36 porcs en fin d’engraissement lors d’une immobilisation au lasso. La phase d’immobilisation pour la prise de sang est très courte et dure 7 secondes en moyenne et dans tous les cas moins de 30 secondes.
Impact sur les animaux
L'immobilisation au lasso et la prise de sang provoquent une douleur de faible intensité, transitoire et de courte durée.
Devenir
Tous les animaux sont gardés en vie et remis dans le circuit classique d'élevage porcin.
Remplacement
Le projet concernant le comportement sexuel du porc en croissance, son utilisation ne peut être remplacée par une approche in vitro ou de modélisation.
Réduction
Le nombre de porcs a été limité à 2 lots de 18 porcs qui auront une prise de sang car cet effectif permettra de réaliser un test statistique pour comparer le niveau de testostérone entre le lot témoin et le lot traité.
Raffinement
Les prises de sang seront réalisées par du personnel expérimenté. Tous les animaux seront élevés en conditions biologiques (accès à des surfaces paillées de 1.3 mètres carrés par animal et courettes de 1 mètre carré par animal avec un enrichissement par de la paille à disposition). Les animaux seront surveillés quotidiennement et des points limites ont été définis permettant une action dans les plus brefs délais.
Choix des espèces
Ce projet a pour objectif d’étudier le comportement des porcs à l’engraissement, nous utiliserons donc l’espèce porcine. Nous utiliserons les animaux en fin d’engraissement à 170 jours d’âge afin de voir l’effet de l’aliment sur les taux de testostérone qui augmentent au cours de la puberté.
Développement d’un protocole d’IRM fonctionnelle à 1,5 T pour évaluer la stimulation corticale des aires auditives dans un modèle chirurgical d’implantation cochléaire électro-acoustique chez le porc juvénile
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
40 porcs juvéniles vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 14 d'entre eux et modéré pour 26. Vingt-six subissent une chirurgie d'implantation cochléaire guidée par scanner, dont treize une opération témoin dite sham, suivie d'examens d'IRM sous anesthésie. Le porteur indique que l'implantation peut provoquer des douleurs prises en charge par une analgésie morphinique, et que le transport et l'anesthésie sont sources de stress. Il vise à optimiser un dispositif de stimulation cochléaire proposé comme traitement de la surdité et affirme que l'IRM fonctionnelle ne peut être réalisée chez les patients implantés.
Objectifs
Les objectifs de ce projet sont 1) de cartographier les activations cérébrales de porcs en réponse à des stimulations auditives de différentes fréquences, puis 2) de tester un dispositif de stimulation cochléaire bimodale (acoustique et électrique) implanté chirurgicalement chez des porcs, de manière à comparer les réponses cérébrales à des stimulations auditives sonores, acoustique ou électroacoustique.
Bénéfices attendus
Ce projet devrait permettre de comprendre la manière dont le cerveau traite différents types de stimulation cochléaire par implant chirurgical et de comparer différents types de stimulation sonore (acoustique ou électroacoustique). Les résultats de ce projet permettront d'optimiser le dispositif de stimulation cochléaire proposé comme traitement de la surdité partielle ou totale.
Procédures
L’étape 1 sera réalisée sur 14 porcs juvéniles. Les animaux seront soumis à une évaluation objective de leur audition. Ils passeront initialement une IRM anatomique de référence puis une IRMf sous stimulation auditive à différentes fréquences. L’étape 2 sera réalisée sur 26 porcs juvéniles. Les animaux seront soumis à une évaluation objective de leur audition via l’enregistrement de potentiels évoqués acoustiques (PEA = réponse électrophysiologique spontanée des voies nerveuses auditives) ainsi qu’à une IRM anatomique de référence. Il sera ensuite réalisé une chirurgie d’implantation cochléaire guidée par scanographie (CT-Scan), avec 2 groupes incluant un groupe expérimental et un groupe contrôle : groupe 1 (implant cochléaire, n=13) et groupe 2 (témoin/procédure contrôle, appelée sham, n=13). Après chirurgie, réalisation d’une IRM anatomique et fonctionnelle en conditions de stimulation auditive sonore, acoustique ou électro-acoustique (modalité EAS) pour exploration des réponses cérébrales.
Impact sur les animaux
L'implantation chirurgicale d'un dispositif de stimulation cochléaire au niveau de l'oreille interne peut induire des douleurs, mais celles-ci seront prises en charge par une anesthésie et une analgésie morphinique adaptées, durant la chirurgie et en post-opératoire. Les nuisances propres à l'imagerie cérébrale sont de deux types : le premier type de nuisance concerne le transport de l'animal vers la plateforme d'imagerie, qui est réalisé dans un véhicule climatisé et spécifiquement adapté au transport d'animaux, ainsi que l'hébergement dans une animalerie inconnue qui peut induire un stress (mais les animaux sont toujours hébergés au moins par deux pour permettre les contacts sociaux) ; le second type de nuisance concerne l'anesthésie nécessaire à l'imagerie, cependant cette procédure est rapide et totalement indolore, similaire à celle précédemment réalisée pour la chirurgie (l'imagerie ne nécessite cependant aucune analgésie).
Devenir
Tous les animaux (implantés ou non avec un dispositif de stimulation cochléaire) seront mis à mort à l'issue des procédures expérimentales. Ces animaux ne seront pas réutilisés pour d'autres projets car des prélèvements biologiques seront réalisés post-mortem.
Remplacement
Ce travail ne peut être réalisé chez l’Homme. Il n’existe pas de méthode d’imagerie fonctionnelle qui permette l’enregistrement de l’activité corticale avec une discrimination spatiale et temporelle satisfaisante chez des patients implantés cochléaires. La TEP (tomographie par émission de positons) a une résolution temporelle faible et la NIRS (Spectroscopie proche infrarouge) a une résolution spatiale insuffisante. L’IRM fonctionnelle ne peut pas être utilisée chez les patients implantés car l’implant est à l’origine d’un cône d’ombre qui ne permet pas l’étude du cortex temporal et risque de démagnétiser l’implant.
Réduction
Les effectifs animaux utilisés pour cette étude (40 animaux au total, 14 pour l'étape 1 et 13 par groupe pour l'étape 2) correspondent à un effectif raisonnable pour bénéficier d’une puissance statistique appropriée aux mesures réalisées. Un effectif de 10 correspond à un minimum et nous avons prévu 3 à 4 animaux surnuméraires par groupe pour pallier d'éventuels problèmes lors de la chirurgie ou de l'imagerie.
Raffinement
Les approches d’imagerie et de chirurgie ont été choisies et optimisées de manière à être le moins invasif possible (i.e. imagerie in vivo sur animaux anesthésiés, anesthésie chirurgicale guidée par scanographie et analgésie pré- et post-opératoire pour le protocole d’implantation chirurgicale). La réduction de la douleur, de la souffrance et de l’angoisse sera effectuée de la façon suivante : - Réduction de la douleur par des approches minimalement invasives en chirurgie et imagerie (IRMf) ; - Les animaux ne seront présents dans des cages qui limitent leur mobilité que durant un temps très bref (en l’occurrence au maximum 24h lors de leur(s) passage(s) sur la plateforme d’imagerie) et des enrichissements de milieu seront fournies (jouets adaptés) ; - Lorsqu’une analgésie sera nécessaire, notamment au cours ou après la chirurgie, celle-ci fera appel aux morphiniques avec un suivi complet des fonctions vitales ; - Des observations quotidiennes de l’état général des animaux (état sanitaire, posture, refus alimentaires, etc.) seront réalisées tout au long de l’expérimentation. Les points limites suivants autorisent le personnel animalier à pratiquer une euthanasie afin de prévenir une douleur chez les animaux sans en référer au préalable au responsable de l’expérience : - Plaies et escarres suintantes toujours présentes après 5 jours de traitement - Perte musculaire significative des membres postérieurs entrainant une difficulté motrice - Difficultés motrices associées à un trouble du rythme cardiaque au repos - Douleur comprise entre un score de 10 et 15 ET (grille utilisée en interne pour évaluer la douleur sur des critères physiologiques et comportementaux – score de 0 à 15) ne disparaissant pas après un traitement morphinique - Arrêt du transit intestinal durant plus de 3 jours - Hypothermie de 37,5 ou moins - Hyperthermie ne disparaissant pas après deux antibiotiques successifs Déshydratation supérieure à 35% - pli de peau supérieur à 20 secondes - Comportement prostré et arrêt d’alimentation durant plus de 3 jours
Choix des espèces
Le modèle animal choisi est le porc juvénile en raison d’une similarité structurelle par rapport à l’humain et d’un modèle d’étude d’imagerie comparable à l’Homme. De nombreuses études ont montré que la structure de l’oreille moyenne était similaire à celle de l’humain. De plus, la cochlée du jeune porc a fait l’objet de nombreuses études ayant permis de mettre en évidence des similarités permettant l’étude de la fenestration cochléaire et la réalisation d’examen tomographique des structures cochléaires. De nombreuses études ont aussi exploré le cortex cérébral du porc, mettant en évidence des similarités de structures notamment au niveau de l’anatomie des circonvolutions et de la vascularisation. Les animaux utilisés seront des porcs juvéniles (2 mois en début d’expérience) puisqu’il s’agit du meilleur compromis en termes de taille d'animaux et de résolution spatiale. Des porcs juvéniles de 30-40 kg sont plus petits et donc plus facilement manipulables que des porcs conventionnels adultes, mais la taille de leur crâne et de leur cerveau est suffisante pour les imageries et la mise en place de l’écouteur dans le conduit auditif externe. L’âge suffisamment jeune permettra aussi de s’affranchir des problèmes de presbyacousie.
Evaluation préclinique de produits de santé pour la chirurgie cardiovasculaire
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Chiens : 100
Cochons : 600
Chèvres : 80
Moutons : 170
Des produits de chirurgie cardiovasculaire, stents, prothèses vasculaires ou valves cardiaques, sont testés ici à la demande d'un "donneur d'ordre", pour satisfaire aux exigences des autorités avant leur mise sur le marché. 1 450 animaux non-humains vont être utilisés, 500 lapins, 100 chiens, 600 cochons, 80 chèvres et 170 moutons, tous tués à l'issue, et la déclaration en compte 240 sans réveil, 100 en souffrance légère, 950 en souffrance modérée et 160 en souffrance sévère. Chacun est opéré sous anesthésie générale, d'une à trois heures et jusqu'à quatre pour un accès au cœur, pour recevoir le dispositif, avec des risques cités d'hématome, d'hémorragie ou d'ischémie des organes, puis peut passer une à trois séances de scanner ou de radiographie. Le porteur écrit que l'utilisation d'animaux non-humains "est requise dans la réglementation" des dispositifs médicaux, et présente comme mesure de réduction l'engagement du donneur d'ordre à ne pas faire renouveler "à l'identique" un essai déjà mené.
Objectifs
Ce projet vise à évaluer la tolérance (ou sécurité) ainsi que la performance (ou efficacité) des produits de santé en chirurgie cardiovasculaire (exemple : stent, prothèse vasculaire, valve cardiaque...). Ces produits destinés à être mis en contact avec le corps humain doivent être préalablement testés pour garantir le bon rétablissement des patients après chirurgie, et pour garantir leur efficacité lors de l'utilisation clinique. La réglementation exige de prouver l'efficacité des produits de santé et de réduire au minimum le risque de réactions indésirables avant de proposer un produit sur le marché. 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 chirurgie cardiovasculaire. 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/ou le confort des patients.
Procédures
Pour l'ensemble des procédures, tous les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale afin d'implanter le dispositif médical à tester (cette intervention chirurgicale peut durer entre 1h et 3h voire 4h pour les chirurgies les plus compliquée (accès au cœur par exemple). Cette intervention a toujours lieu sous anesthésie générale (chimique et gazeuse), et analgésie. L’antibiothérapie est ajoutée au cas par cas en fonction de l’invasivité de la chirurgie et des risques infectieux associés. Des prélèvements sanguins peuvent etre réalisés en cours d'étude. 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 légère (en général, en fonction de la durée de l'étude, 1 à 3 sessions d'imagerie peuvent etre envisagées en cours d'étude).
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables ne pouvant être résolus par des mesures de raffinement sont, selon les procédures, la survenue d'un hématome ou oedème au niveau du site opératoire, une hémorragie (perte de sang) ou ischémie (manque de perfusion sanguine d'organes) en raison des sites d'implantation (vaisseaux, coeur...). Les douleurs post-opératoires peuvent apparaitre et seront prises en charge par des mesures de raffinement.
Devenir
Pour répondre aux objectifs de chacune des procédures du projet, des observations post-mortem sont nécessaires. En effet, la sécurité des produits est évaluée en observant la réaction des tissus au contact du dispositif à tester, et ceci se fait par prélèvements des tissus et organes entourant le produit, afin de réaliser des analyses microscopiques (histologie notamment, qui est la meilleure méthode d'évaluation des effets locaux induit par un produit étranger à l'organisme, comme l'inflammation par exemple). De même la performance peut, elle aussi, être évaluée par des tests spécifiques sur les organes et le dispositif prélevé (exemple : tests mécaniques sur des prothèses vasculaires pour évaluer l’élasticité du greffon. En raison des objectifs des procédures de ce projet, il n'est pas possible de maintenir en vie les animaux utilisés.
Remplacement
A ce jour, il n'existe pas de méthode alternative permettant d’évaluer la performance et la tolérance locale des produits de santé cardiovasculaire, en raison des interactions complexes s'établissant entre le tissus ciblé (exemple : vaisseaux, coeur) et le dispositif lui-même. De plus, l’utilisation d’animaux est requise dans la réglementation que doivent suivre les tests précliniques sur les dispositifs médicaux, avant de pouvoir lancer les tests cliniques.
Réduction
Le donneur d'ordre demandant la réalisation de ces tests s'engage à ne pas faire renouveler à l'identique un essai déjà mené précédemment. Par ailleurs pour réduire le nombre d'animaux inclus en étude, il est possible d'utiliser un même groupe "controle" (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'intérêt à être développé, réduisant de ce fait le nombre de tests sur des produits ayant un intérêt moindre. Les études dites "pilotes" sur quelques animaux seulement, peuvent aussi servir à orienter les choix de poursuite de développement d'un produit ou le choix du modèle expérimental le plus approprié (matériel ou abord chirurgical le plus adéquat…), avant d'entamer les études réglementaires à plus grande échelle et devant répondre aux normes en vigueur pour l'élaboration du dossier pour la mise sur le marché (nombre d'animaux minimum, durée de mise en contact minimum, etc).
Raffinement
Des mesures sont mises en place pour limiter le stress des animaux : une période d’acclimatation pendant laquelle ils ne subissent aucune manipulation non indispensable est réalisée à leur arrivée dans l’établissement utilisateur. Ensuite, et avant la chirurgie, une période d’habituation aux actes spécifiques est réalisée si nécessaire pour réduire l’aspect anxiogène de ces manipulations (contention, palpation, isolement, mise en place de gilets pour porter les batteries externes de certains dispositifs). Des enrichissements sont présents dans l’environnement des animaux (en fonction de l'espèce : jouets, plateforme de repos, augmentation de la quantité de litière…), et ces mesures sont renforcées en phase post-opératoire (ajout d’enrichissements alimentaires par exemple pour certaines espèces). Afin de limiter au maximum la douleur et le stress des animaux, la chirurgie est réalisée sous anesthésie chimique et gazeuse et analgésie (à base de morphiniques). En cas de signes de douleur et signes cliniques, le traitement adapté sera mis en place. Les animaux sont suivis de façon quotidienne sur la base des critères suivants : apparence et état général, consommation alimentaire et hydrique et transit, attitude, comportements, signes cliniques. Les signes cliniques servant de points limites sont listés dans le document joint en annexe, pour la prise de décision des mesures à mettre en place pour limiter les souffrances. Si le traitement mis en place n'a pas d'effet, l'animal est alors euthanasié. En phase postopératoire, le suivi est renforcé et des soins post-opératoires spécifiques peuvent être mis en place (surveillance ou réfection des pansements s'il y a lieu, désinfection des sites chirurgicaux…). En cas d’anomalie clinique, sanitaire ou comportementale, l’équipe vétérinaire assure l’examen clinique et le suivi de l’animal, afin de mettre en place une gestion adéquate de la douleur ou de l’anomalie constatée selon chaque cas. Le risque infectieux est controlé par l'administration d'antibiotique en phase per-opératoire.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie est définie dans les textes de référence (normes). Les produits de petite taille/miniaturisés seront testés préférentiellement chez le lapin. Les produits de taille importante seront préférentiellement testés chez le chien, les ovins/caprins ou les 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), ainsi que sur les similarités avec l’Homme. Par exemple, le chien est une espèce communement utilisée dans certains types de test car la thrombose induite par un dispositif médical a tendance à se déclencher plus rapidement que chez l'Homme. Les ovins et les porcins sont généralement de bons modèles en raison des similarités cardiovasculaires et hématologiques avec l'Homme. 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 fonction de l'utilisation clinique du produit ou de sa taille. En l’absence d’exigence particulière, l’utilisation d’animaux au stade adulte est privilégiée. 3.Cas particulier des porcs domestiques 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.
Incidence d’antiviraux dans la transmission aérosol du virus de Diarrhée Epidémique Porcine ou PEDV
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
15 porcelets vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont infectés par le virus de la diarrhée épidémique porcine, puis reçoivent un antiviral en instillation nasale, avec des prises de sang et des écouvillonnages nasaux, rectaux et salivaires. Le porteur indique que l'infection peut provoquer diarrhées et vomissements, avec une mise à mort possible avant la fin selon les points limites, et que les porcs sont tués pour prélever leurs tissus. Il affirme que seuls les porcs sont sensibles à ce virus, ce qui rend selon lui leur utilisation 'indispensable'.
Objectifs
Le but de ce projet d’expérimentation animale est de valider l’utilisation d’antiviraux au niveau de la cavité nasale pour bloquer la transmission de virus à transmission aérosol. Il s'agit de démontrer la pertinence ou non d’un nouveau type de traitement antiviral, non invasif, pouvant être utilisé chez les porcelets pour prévenir la transmission des souches hautement pathogènes à transmission aeroportée du PEDV. Cette approche a été validée sur petits animaux (modèle rongeur avec le SARS-CoV-2). Le présent projet vise à valider cette approche sur de gros animaux (porcelets) en utilisant un virus porcin, le virus de la diarrhée épidémique porcine (PEDV), connu pour être transmis par voie respiratoire. Comme son action exacte dans la cavité nasale n’est pas décrite, le projet se déroulera en deux étapes. La première consistera à étudier les troubles provoqués par ce virus dans les fosses nasales. La seconde étape visera à valider un traitement antiviral en instillation nasale pour prévenir la contamination d’animaux par aérosol.
Bénéfices attendus
Les résultats obtenus à partir de l’expérimentation animale serviront preuve de concept et permettront de développer de nouvelles méthodes pour lutter contre les virus hautement pathogènes transmissibles par aérosol.
Procédures
Les prises de sang et les écouvillonnages (nasal, rectal et salivaire) à J0, J1 et J2 (et éventuellement à J3) seront réalisés par du personnel expérimenté. Administration d'un antiviral en intranasal.
Impact sur les animaux
L’infection pourrait engendrer dès le premier jour des symptômes de diarrhées et vomissement. Les animaux pourront être mis à mort avant la fin de l'expérimentation en fonction de la grille de points limtes définie.
Devenir
Les porcs seront mis à morts afin de prélever les tissus.
Remplacement
Le projet est basé sur la démonstration d’une faisabilité de traitement antiviral de la cavité nasal par antiviral pour bloquer une transmission aérosol d’un virus sur un animal de rente de grande taille. Seule une expérience sur animal permet de répondre à ces approches novatrices qui ont déjà été validées sur petit animal (Hamster). Les antiviraux développés contre le PEDV sont tout d’abord validés en systèmes in vitro (alternative qui est habituellement utilisées pour les infections virales de type lignées cellulaires et organoïdes) pour leur capacité à bloquer l’entrée du virus dans ses cellules cibles. Cette validation est un prérecquis pour envisager un blocage de la transmission par aérosol qui est au centre du présent projet. Cependant, il n’existe à l’heure actuelle aucun développement de ces alternatives in vitro, permettant d’étudier la transmission virale par aérosol qui doit donc être validée sur animal. Etant donné que seuls les porcs sont sensibles à l’infection par les virus de la PEDV et que nous voulons démontrer la pertinence d’un traitement d’antiviral sur des porcelets, l’utilisation de ces animaux est indispensable.
Réduction
La première procédure est exploratoire et nos expériences antérieures montrent que 3 porcelets est le minimum nécessaire pour étudier la présence ou non du virus dans les voies respiratoires. Pour la deuxième procédure le nombre d’animaux impliqué dans chaque groupe (n=4) constitue un minimum nécessaire pour des analyses statistiques compte tenu de la variabilité individuelle attendue sur les paramètres mesurés. De plus, l'équilibre des groupes en nombre permet d'offrir aux animaux des conditions de vie identiques en matière de surface et d’accès à l’auge par animal, évitant des soucis de concurrence, qui pourraient interférer avec les résultats de l'expérimentation.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupes stables avec enrichissement du milieu. Les animaux seront alimentés à volonté et auront accès à discrétion à de l’eau. Des objets manipulables seront mis à leur disposition. Des lampes chauffantes et une plaque de couchage leur offriront un confort optimum.
Choix des espèces
Ici, seuls les porcs sont sensibles à l’infection par les virus de la PEDV et comme nous voulons démontrer la pertinence d’un traitement d’antiviral sur gros animaux, l’utilisation des porcs est indispensable. Utilisation de porcelets de 4 à 6 semaines d’âge maximum pour que les porcelets soient sevrés et pour diminuer le risque d’apparition de symptômes comme les vomissements et diarrhées tout en favorisant l’infection.
Evaluation d’un nouveau substitut vasculaire construit par ingénierie tissulaire à partir du cordon ombilical humain EU1/2
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
Des miniporcs Aachen, choisis parce qu'ils grandissent peu au cours d'un suivi qui peut durer un an, sont calmés par injection, transportés vers un second établissement, puis opérés sous anesthésie générale par une petite ouverture du thorax pour recevoir un pontage du cœur avec un greffon tiré d'une artère de cordon ombilical humain, l'une de leurs artères coronaires étant bouchée. 54 cochons vont être utilisés, tous classés en souffrance sévère, et le porteur estime la mortalité de ce protocole à environ 20 %. Réveillés, ils sont suivis de six semaines à un an, avec une à trois anesthésies supplémentaires pour des échographies et une imagerie des coronaires sous produit de contraste. Tous sont tués à l'issue pour des analyses de tissus.
Objectifs
L’objectif principal de ce projet est la validation d'un greffon artériel construit par ingénierie vasculaire à partir d'artère de cordon ombilical humain pour un pontage cardiaque chez un modèle animal de cochon. Ce greffon totalement d’origine humaine ainsi validé permettra de proposer un produit « prêt à l’emploi » à usage clinique sans problème de rejet. Le projet sera réalisé dans 2 établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour finalité de proposer un greffon naturel humain sans problème de rejet afin de répondre à un problème majeur de Santé publique : les pathologies cardio-vasculaires dont le principal traitement repose sur le pontage coronarien. Pour pratiquer cette intervention, il est nécessaire de disposer de greffons vasculaires. Or aujourd’hui, les sources possibles reposent sur les autogreffes de patients ou les greffons synthétiques. Ils présentent chacun de nombreux inconvénients tels que les complications liées à leurs prélèvements pour l’un et au fait qu’ils sont peu adaptés pour remplacer des greffons de petits diamètres pour l’autre. La validation du greffon chez l’animal le plus proche de l’homme en terme de physiologie nous permettra de disposer de données pré-cliniques pour évaluer ce greffon avant son implantation chez l’homme.
Procédures
Dans l'établissement utilisateur 1 (hébergeur), Les animaux auront tout d'abord une injection d'un calmant afin de réduire le stress dû à la manipulation. Après transport dans l'établissement utilisateur 2 (de chirurgie) , une perfusion intraveineuse sera posée afin de permettre une anesthésie générale. Une fois totalement endormi et sous traitement anti-douleur, ils subiront une intervention chirurgicale avec mini-ouverture du thorax afin de mettre en évidence le cœur et nous procéderons au pontage avec l'artère d'intérêt et occluerons une des artères du cœur afin de mettre le cœur dans les conditions physiologiques identique à la clinique. L'animal sera alors réveillé et suivi entre 6 semaines et 1 an. Durant cette phase, les animaux subiront entre 1 et 3 anesthésies supplémentaires selon le groupe afin de réaliser des tests indolores (échographie cardiaque et imagerie des coronaires) pour lesquels le produit de contraste (Xenetix) sera injecté pour estimer la perméabilité du greffon.
Impact sur les animaux
La principale nuisance est la réalisation d’une chirurgie intra-thoracique chez le cochon et le maintien en vie de l’animal pendant une longue période post-opératoire. Cette longue période est nécessaire afin de s’assurer que le greffon reste perméable même à distance de l’opération.
Devenir
A la fin de la procédure, les animaux seront euthanasiés afin d'effectuer des prélèvements de tissus nécessaires aux analyses histologiques.
Remplacement
Ce travail a traversé différentes phases d'études notamment in vitro avant d'atteindre la phase préclinique sur les cochons en tant que modèle de gros animaux. Des évaluations mécaniques et histologiques de ce greffon sont réalisés avant implantation, ce qui nous permet d'étudier et de nous assurer des propriétés du greffon, tout en remplaçant les animaux et réduisant le nombre d'animaux utilisés. Les résultats intéressants obtenus in vitro ont montré les réelles capacités de cette prothèse vasculaire. Ces résultats prometteurs nécessitent donc en vue d’essais cliniques, une validation via une vraie étude comparative sur les Aachen minipigs qui présentent des similitudes importantes d’un point de vue anatomique et physiologique avec l’homme.
Réduction
Des évaluations mécaniques et histologiques du vaisseau sont réalisées avant greffe afin de valider ses propriétés et de n'implanter que des vaisseaux de qualité. Ceci permet de réduire le nombre d'animaux utilisés. Les différences intergroupes sont évaluées par le test statistique convenant à notre étude « Anova à plusieurs facteurs ». En tenant compte de la mortalité restimée pour ce modèle à environ 20%, 54 cochons sont nécessaires afin d’obtenir une étude statistiquement exploitable.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en box collectif afin de limiter l’angoisse, le stress des animaux en respectant le quota d’animaux par box. Les cochons seront intubés, sédatés et reçoivent un traitement antalgique continu par morphinique en intra-veineux pendant toute l'opération. L’animal sera scopé, c’est-à-dire que sa fréquence, son rythme cardiaque et respiratoire seront suivis en continu. Toute modification de ces paramètres signale un réveil, une douleur ou un inconfort de l’animal et induirait alors un réajustement immédiatement des traitements permettant de limiter les souffrances au maximum. En suivi post-opératoire : Prise d’antibiotiques en prévention d'office pendant les 7 jours suivants l'opération avec des comprimés à croquer 2 fois par jour ainsi qu'un traitement antalgique par patch pendant 3 jours au minimum et plus si nécessaire. Un protocole d’anticoagulation oral est mis en place ainsi que des soins locaux antiseptiques aux abords des points chirurgicaux. Les animaux seront hébergés à l'animalerie dans un premier temps en box individuel mais permettant tout de même un contact olfactif, visuel et sonore avec des congénères présents dans les boxes en face. Ceci permettra de limiter l'angoisse et le stress des animaux. Le milieu reste enrichi avec des jouets adaptés (balles, cordes à mordre...). Les animaux seront remis en groupe selon leur état de récupération (estimé à 2 semaines).
Choix des espèces
Les Aachen minipigs ont été choisis comme modèle animal pour ce projet pour 2 raisons. Ce modèle possède une physiologie comparable à l’homme sur le plan myocardique et coronarien et permet d’implanter le greffon vasculaire dans des conditions chirurgicales similaires. De plus, le suivi des animaux s’effectuant sur une durée pouvant aller jusque un an, il faut un modèle animal qui evolue peu au niveau staturo-pondéral.
Etude et traitement thérapeutique de l’insuffisance cardiaque chez le porc
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Une chirurgie du thorax de trois heures pour implanter des sondes de mesure et un câble de stimulation cardiaque, puis, deux mois plus tard, deux interventions par voie percutanée à trois jours d'intervalle, la seconde s'achevant par la mise à mort : 80 porcs vont être utilisés, tous tués pour l'étude de leur cœur, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Après une période de repos, une insuffisance cardiaque leur est provoquée par une pression artérielle et une stimulation cardiaque élevées, et certains devraient mal la supporter selon le porteur, avec baisse d'activité, perte d'appétit et poids qui stagne ou baisse en fin de protocole. Une thérapie cellulaire censée régénérer le cœur est le premier traitement testé. Le texte ne dit ni comment la pression est élevée, ni combien de temps dure la stimulation, ni par quelle voie la thérapie est administrée, et qualifie d'"indolores" tous les autres actes.
Objectifs
L’insuffisance cardiaque est une maladie grave qui se définit par l’incapacité du coeur à pomper suffisamment de sang pour répondre aux besoins de l’organisme. Elle survient généralement chez des individus majoritairement âgés dont la santé est fragilisée depuis plusieurs années par des troubles cardiaques ou respiratoires ou par de l’hypertension. Elle se présente par un essoufflement et une fatigue disproportionnés par rapport à l’effort produit, d’abord uniquement à l’effort, puis aussi au repos. Dans les cas les plus avancés apparaissent d’autres symptômes plus invalidants tels toux nocturne, oedème (des poumons, des membres inférieurs). Le nombre de cas d’insuffisance cardiaque a augmenté au cours des 30 dernières années, en raison du prolongement de l’espérance de vie des personnes atteintes. L’insuffisance cardiaque est une cause importante de mortalité chez les personnes âgées, et le taux de survie 5 ans après le diagnostic est d’environ 50%, avec au moins 165000 hospitalisations et plus de 70000 décès annuels en France. C’est pourquoi nous étudions l’insuffisance cardiaque (à fonction systolique conservée) avec un modèle de porc à pression artérielle et stimulation cardiaque élevées, car nous avons grand besoin de comprendre sa physiopathologie et de trouver de nouvelles stratégies visant à prévenir ou à réduire la progression du dysfonctionnement du coeur. Notre projet prévoit d’utiliser au maximum 80 porcs sur 5 ans. La fréquence cardiaque, la taille du cœur, l’anatomie coronaire, l’innervation, la circulation collatérale native du porc sont très proches de celle de l’Homme. Le plan général du projet est de pratiquer une chirurgie afin d’implanter des sondes de mesure de l’activité cardiaque et un câble de stimulation de pacemaker, et après une période de repos, d’induire une insuffisance cardiaque afin d’évaluer l’effet d’un traitement thérapeutique grâce aux sondes implantées, mais aussi grâce à des mesures échocardiographiques et aux analyses de sang et de tissus cardiaques prélevés. Le premier traitement prévu est une thérapie cellulaire permettant une régénération du tissu de l’organe. D’autres traitements pourront être testés par la suite.
Bénéfices attendus
Le projet permet d’évaluer de manière très prédictive des stratégies de protection cardiaque, dont les résultats bénéfiques à long terme valent autant pour la santé humaine que pour la santé animale, et jouent sur l’amélioration globale de la qualité de vie, grâce à une amélioration de la fonction cardiaque.
Procédures
Chaque animal sera soumis 1 seule fois à une chirurgie thoracique réalisée sous anesthésie générale d’environ 3 heures, puis environ 2 mois plus tard à un acte chirugical percutané sous anesthésie générale d’environ une demie-heure, puis 3 jours plus tard à un acte chirugical percutané sous anesthésie générale se terminant par la mise à mort. Tous les autres actes sont indolores et consistent en des soins, ou à des échocardiographies ou à des enregistrements de paramètres hémodynamiques effectués sous sédation légère afin que l’animal soit bien calme.
Impact sur les animaux
L’insuffisance cardiaque se caractérisant essentiellement par une fatigue chronique, il est probable qu’un certain nombre d’animaux supportent moins bien ce traitement, ce qui entrainera une baisse d’activité et une perte d’appétit avec une stabilisation, voire une légère baisse de leur poids en toute fin de protocole.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort pour récupérer le coeur afin d'en faire l'étude histologique.
Remplacement
Aucune méthode alternative ne permet actuellement de tester totalement une stratégie de protection cardiaque sans passer finalement par l’expérimentation animale. Les traitements envisagés ont déjà été testés in vitro ou sur des animaux de petite taille (rongeurs) aux caractéristiques cardiaques trop dissemblables de l’Homme. Seuls des essais effectués sur un modèle d’étude cardiaque proche de l’Homme sont scientifiquement acceptables pour envisager une extrapolation vers la pratique clinique humaine.
Réduction
Il est prévu d’utiliser le minimum d’animaux pour chaque stratégie testée, et le nombre par lot est fixé à 8. De plus, à chaque fois que c’est possible, les animaux des lots témoins sont mutualisés pour chaque stratégie.
Raffinement
Des antalgiques, des anesthésiques et des tranquillisants sont utilisées à des doses adaptées (voir détails plus bas). Nous ne pensons pas observer de différences comportementales entre avant et après les actes chirurgicaux. Des signes indicatifs de gêne inhérents au modèle expérimental seront probablement observés en fin de protocole, et cette période sera particulièrement surveillée afin qu’elle soit le plus courte possible pour l’animal. Ils sont suivis quotidiennement et bénéficient de sciure pour satisfaire leurs réflexes de fouissage, et d’objets « manipulables » pour améliorer leur qualité de vie. Ils sont logés à plusieurs avant leur chirurgie.
Choix des espèces
L’animal choisi est le modèle le plus adapté pour ce projet, et validé depuis plusieurs années dans notre laboratoire. Le porc, par sa fréquence cardiaque, la taille de son myocarde, son anatomie coronaire, son innervation et l’absence de circulation collatérale native, est un modèle proche de l’Homme. Il permet de réaliser des études précliniques très prédictives sur le plan cardiovasculaire. A 2 mois ½ (25kg), âge minimal souhaité et poids maximal souhaité.
ECLOTA- 2 : Enseignement à la chirurgie laparoscopique et ouverte transversale sur l’animal
- Enseignement supérieur
- Formation professionnelle
Cochons : 50
Moutons : 50
50 cochons, 50 moutons et 20 lapins vont être utilisés, opérés sous anesthésie puis tués avant tout réveil. Chaque animal subit une à deux chirurgies de l'abdomen ou du thorax de moins de quatre heures, non pour produire des connaissances mais pour entraîner des internes en chirurgie. Le porteur affirme que les simulateurs et les cadavres "ne peuvent se substituer à l'être vivant" malgré leur qualité. Le projet réutilise aussi des animaux d'autres protocoles déjà destinés à la mort, en prolongeant leur anesthésie de fin de procédure.
Objectifs
Depuis plusieurs années, l’enseignement de la chirurgie aux internes/apprenants est en pleine mutation. Cela s’explique brièvement par la pression médico-légale de plus en plus lourde, la lutte contre la perte de temps au bloc opératoire et le temps effectif de présence des apprenants qui a évolué ces dernières années. Ainsi, nous sommes passés du compagnonnage (longue période d’observation qui dure le temps de l’externat et de l’internat) à la formation par simulation. Cependant les méthodes de simulations synthétiques ou virtuelles ou sur cadavre ne répondent pas entièrement au cahier des charges de l’apprentissage technique des chirurgiens. En effet, bien que ces moyens technologiques soient très performants et de qualité remarquable, ils ne peuvent se substituer a l’être vivant. L’objectif de ce projet est de permettre aux internes/apprenants de s’exercer et de se former sur le modèle de simulation le plus proche de l’humain qu’est le modèle animal, dernière étape avant le passage sur l’humain. L’apprentissage dans un contexte de simulation, approprié et réaliste, augmente le niveau d’acquisition des compétences des internes et réduit le stress et l’anxiété lors de la réalisation de procédures réelles, et notamment en cas de complications lors d’une procédure.
Bénéfices attendus
Ces sessions de formation sur l’animal permettront une amélioration de l’apprentissage des internes en chirurgie ouverte mais également en cœlioscopie (abdominale et thoracique) concernant les gestes de bases et puis secondairement plus complexes sur le vivant. Cet enseignement sur l’animal vivant mime une intervention chirurgicale chez l’être humain, avec les mêmes conditions. Ainsi, ces formations seront formatrices sur l’aptitude des internes à éviter les situations critiques per opératoires comme une plaie vasculaire ou digestive, voire sur le décès per-procédure. Cette formation aux gestes de bases de chirurgie générale en laparotomie et en cœlioscopie apportera aux internes de chirurgie les connaissances pratiques et théoriques pour gérer en sécurité des situations auxquelles ils seront exposés en tant que praticien. Cela permettra à l’apprenant de prévenir ou gérer les situations d’urgence secondaires a une erreur de dissection et in fine à gérer en sécurité les complications peropératoires. Les enseignants seront présents pour parfaire les gestes des apprenants, discuter et faire un « debriefing » à chaque fin de séance. Ces sessions viendront compléter les formations reçues au préalable par l’apprenant et ce dernier pourra mettre en pratique toutes ses connaissances acquises au cours de son internat via le compagnonnage, formations théoriques et de simulation.
Procédures
Les animaux seront soumis à une à deux procédures chirurgicales complémentaires, sous anesthésie générale avant euthanasie, d'une durée inférieure à 4 heures (validation des procédures possibles en cellule chargée du bien être animal).
Impact sur les animaux
L'ensemble des procédures seront sans réveil et sur animaux anesthésiés. Les animaux, déjà sous anesthésies générales, auront des procédures chirurgicales complémentaires augmentant la durée de la période d'anesthésie. Afin d'éviter toute douleur, des morphiniques pourront être utilisés. Les procédures seront interrompues et l'euthanasie effectuée en cas de mauvaise tolérance anesthésique ou hémodynamique.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à l'issue de la formation ('ils devaient l'être dans le cadre du projet intial).
Remplacement
La formation de médecins en chirurgie viscérale comprend majoritairement le travail sur cadavre humain. De nouvelles techniques de simulation apparaissent permettant la perfusion et la ventilation améliorant le réalisme de ces modèles, tout en restant peu accessibles. Ces techniques permettent de se former sans utilisation d’animaux. Cependant leur manque de réalisme aujourd’hui oblige à se tourner vers l’utilisation de modèles animaux pour la réalisation de plusieurs gestes chirurgicaux transversaux
Réduction
Suite aux remarques du comité d'éthique, les animaux utilisés dans le cadre d'autres projets réalisés sur la plateforme pourront être utilisés dans le cadre de ce projet de formation, en prolongeant l'anesthésie générale de fin de procédure, juste avant euthanasie. Dans le cadre de la stratégie de réduction du nombre d'animaux utilisés, nous avons adopté les mesures suivantes: 1) utilisation d'animaux devant être euthanasiés dans le cadre d'aurtes projets expérimentaux 2) réalisation de plusieurs procédures chirurgicales sur le même animal et 3) formation de plusieurs internes sur le même animal.
Raffinement
Les animaux sont hébergés dans une structure agréée pour l’expérimentation animale, dans des conditions maîtrisées (température, ventilation, éclairage). Ils sont suivis quotidiennement. Leur environnement est enrichi par la présence de ballons et d’autres objets permettant de maintenir des comportements normaux (mâchonnement, fouissage). Au cours des procédures, les animaux sont anesthésiés et l’anesthésie est suivie et ajustée par un personnel qualifié. En cas de signes de souffrance, une analgésie supplémentaire pourra être mise en place. Si une souffrance venait à survenir sans qu’il soit possible de la soulager ou si une procédure venait à présenter des complications trop importantes pour être gérées, l’animal sera mis à mort pour éviter toute douleur inutile.
Choix des espèces
Le porc, la brebis et le lapin permettent tous trois une formation utilisant le même matériel que chez l'humain. Le porc est le modèle de référence en chirurgie expérimentale de par sa proximité de l’humain en termes d’anatomie. Les brebis sont le modèle de référence notamment pour les procédures gynécologiques. Les lapins sont utilisés pour les travaux vasculaires notamment. Le modèle ayant l’anatomie la plus proche de l’humain en laparotomie et en thoracotomie est le porc de 20 à 35 kg Les lapins d'un poids supérieur à 3.5 kg sont utilisés (utilisation du matériel clinique + taille des vaisseaux) Des brebis adultes sont utilisées (du fait des procédures gynécologiques en particulier).