Mammifères "de rente"
Caractérisation du devenir de trois polluants organiques chez la chèvre laitière dans le cadre de la sécurisation de la chaine alimentaire MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Une injection puis 33 prises de sang réparties sur quatorze semaines, un cathéter posé pendant 24 heures, une sonde urinaire portée 96 heures, des couches en tissu vidées toutes les trois heures : six chèvres laitières vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. L'établissement leur administre trois polluants agricoles ou industriels à faible dose pour mesurer ce qui passe dans leur lait, données qui manquent aux seuils réglementaires européens, calés jusqu'ici sur des rongeurs. Le porteur indique qu'aucun effet toxique n'est attendu à ces doses. Toutes seront tuées à l'issue, pour prélever leurs organes et parce que leur exposition aux polluants interdit de les rendre au circuit de production.
Objectifs
L’alimentation animale est régie par des textes de loi encadrant les niveaux de polluants acceptables en vue de protéger la santé des animaux et la santé des humains consommant les produits animaux issus de ces élevages. Certaines molécules réglementées sont connues et étudiées mais le devenir de toutes les molécules n’est pas connu pour toutes les espèces concernées par les textes de loi. Dans ce cas le principe de précaution tend à utiliser des seuils de sécurité basés sur les connaissances acquises chez d’autres espèces ou à estimer certains paramètres inconnus depuis les paramètres physico-chimiques des molécules. Parmi ces molécules figurent des polluants agricoles ou industriels pouvant contaminer l’alimentation des chèvres laitières. Dans le cadre de la sécurisation de la chaîne alimentaire, le présent projet vise à évaluer le devenir de trois polluants agricoles ou industriels, à doses très faibles et démontrées comme non toxiques, dans l’organisme de chèvres laitières. En effet, la réglementation actuelle repose sur des données scientifiques adaptées d’études menées sur des rongeurs pour définir la vitesse d’élimination de ces composés. L’évaluation du risque d’exposition des animaux par l’ingestion d’aliments contaminés ne prend donc en compte ni les spécificités digestives et métaboliques des ruminants, ni la production de lait. De plus, le niveau de transfert vers le lait repose sur une estimation non étayée par des données expérimentales. L’évaluation du devenir des polluants dans l’organisme des animaux, de leurs excrétions dans l’urine et les fèces et du taux de transfert vers le lait chez l’espèce cible, la chèvre, permettrait d’actualiser et d’argumenter les recommandations réglementaires actuelles tout en sécurisant la consommation des produits animaux issus de cette filière (viande, lait et produits laitiers).
Bénéfices attendus
Les résultats attendus permettront d’obtenir des données réelles, permettant de comprendre le devenir de trois polluants agricoles et industriels chez la chèvre, ainsi que des indicateurs du niveau de transfert vers le lait. Ces connaissances seront donc obtenues pour des molécules et des animaux rarement étudiés ensemble alors même que les seuils réglementaires des dites molécules sont appliquées au lait issu de ces animaux. En d’autres termes, les données générées seront de nature inédite et permettront de faire le point sur le devenir de trois molécules présentant des limites maximales de résidus (LMR, calculant le niveau maximal de polluant admissible pour assurer la sécurité des consommateurs des produits animaux) fixées pour les produits issus des petits ruminants sur la base de données, actuellement principalement obtenues chez des animaux monogastriques (pouvant grandement différer des petits ruminants sur le plan physiologique). Les données obtenues permettront de confirmer les estimations théoriques du transfert de ces molécules vers des produits animaux pris en compte dans le calcul des LMR.
Procédures
Les animaux seront soumis à deux types de gestes techniques : - Les injections et prélèvements nécessitant d’utiliser une aiguille (1 injection et 33 prélèvements répartis sur les 14 semaines de procédure). Les prélèvements ne durent pas plus d’une trentaine de seconde et se pratiquent sur les animaux vigiles habitués. La pose d’un cathéter sur une durée de 24 heures sera réalisée afin de limiter le nombre de piqûres requises sur une courte période. L’injection initiale et les 18 premiers prélèvements seront réalisés avec une seule piqure, faite pour poser le cathéter qui restera en place sur une durée de 24 heures. Par la suite, 15 autres prises de sang, réparties sur le restant de la durée de la procédure, seront réalisées avec une aiguille sur une durée d’une trentaine de seconde par prise de sang. - Les prélèvements d’urines seront réalisés par la pose de sondes urinaires sur une durée de 96h. La récupération des fèces sur une durée de 24h sera réalisée par la pose de couches en tissu vidées périodiquement toutes les 3h. Le lait sera récolté lors de la traite, réalisée matin et soir, ne constituant pas à proprement un geste technique expérimental mais plutôt un soin aux animaux permettant également l’obtention de données de recherche.
Impact sur les animaux
Trois nuisances et stress ont été identifiés comme possibles durant l’expérimentation : - La douleur (celle d’une piqûre par une aiguille) : suite à la ponction par aiguilles pour les prélèvements sanguins sur animal vigile (cathéter ou prise de sang). - Le stress : lié à la manipulation et la contention lors des différents prélèvements (sang, urine, fèces), - La gêne occasionnée par la pose et le port d’une sonde urinaire et d’une couche en tissu. En revanche, la dose de chaque contaminant employée est calculée pour être très en deçà des seuils de toxicité reconnus. Aucun effet toxique, effet indésirable ou altération comportementale ne sont donc attendus suite à l’exposition des animaux aux polluants organiques étudiés.
Devenir
La mise à mort des animaux est ici justifiée pour l’étude de paramètres nécessitant de récupérer des organes après la phase expérimentale. Les animaux ayant, de plus, été exposés à des polluants même 20 à 162 fois inférieures aux limites toxiques en fonction des molécules, leur réhabilitation dans le circuit de production n’est pas possible.
Remplacement
La contamination (et décontamination) des chèvres laitières et le transfert des polluants vers le lait est un champ d’étude qui est encore peu étudié aujourd’hui et dont l’approche est rendue complexe en raison des spécificités de la physiologie des ruminants et des pratiques d’élevage mises en œuvre. Ces interactions « ruminants-polluants » doivent être abordées chez l’animal dans la mesure où (i) nous ne connaissons pas le devenir spécifique des 3 molécules cibles chez les chèvres laitières (ii) nous ne disposons pas de modèle cellulaire ou informatique validé chez ces animaux et (iii) il n’existe pas à ce jour de modèle mathématique adéquat permettant de simuler le devenir des contaminants dans l’organisme chez ce type d'animal. Cependant, les résultats de ce projet permettront de collecter des données susceptibles de mener à la création d’un modèle de transfert de trois molécules chez la chèvre laitière, ce qui permettra à termes de remplacer l’utilisation d’animaux dans ce type d’étude en cas, par exemple, d’un changement de dose ou de fréquence d’exposition. Cela pourra également donner lieu à d’éventuelles applications pour d’autres ruminants tel que la brebis laitière.
Réduction
Les animaux en expérimentation seront réduits au stricte nécessaire (n = 6 max). Cet effectif est suffisant pour obtenir des données fiables dans la mesure ou nous souhaitons prendre en compte la variabilité biologique de l’espèce. De plus, la nature des analyses menées et la très faible dose des composés utilisés permet de garder les mêmes animaux pour les différentes phases de recherche, réduisant donc de quatre fois l’effectif total d’animaux utilisés tout en permettant une analyse plus fine des données obtenues.
Raffinement
Les interventions sur les animaux seront limitées à des prises de sang de volumes réduit, à une pose de sonde urinaire et à des collectes ponctuelles de fèces. Les animaux, ayant un comportement social, seront hébergés en groupe dans une même pièce. Ils pourront donc se toucher, se voir, se sentir et s'entendre. Des filets de foin seront positionnés dans le box pour favoriser la recherche de nourriture et enrichir le milieu. Un nœud de corde de chanvre en guise de jouet (type balle) sera mis à disposition dans le box. Les animaux seront habitués à la présence quotidienne des expérimentateurs pour développer une relation sociale routinière avec l’Homme, et entraînés progressivement aux gestes techniques pratiqués afin de limiter leur stress. Leur comportement sera suivi quotidiennement pour détecter d’éventuels signes de stress excessif et le poids des animaux sera suivi de manière hebdomadaire afin de contrôler l’état corporel des animaux par des données quantifiables en supplément des observations directes.
Choix des espèces
Ce projet concerne des molécules retrouvées dans l’alimentation de caprins, pour qui des données spécifiques ne sont pas disponibles, les données existantes ayants été obtenues chez des espèces monogastriques. Ainsi les paramètres pharmacocinétiques (permettant de caractériser la distributiondes composés dans l’organisme, leur stockage dans différents tissus et leur élimination vers les selles ou les urines) et le taux de transfert vers le lait des trois polluants agricoles ou industriels visés ne peuvent être fiables qu’avec une observation des molécules chez l’espèce cible concernée. La race Alpine chamoisée (laitière) a été choisie en raison de son potentiel de production et de sa représentativité des élevages laitiers français. Le projet met en œuvre des animaux en lactation (arrivés au laboratoire après séparation du petit). Ces animaux seront donc des femelles adultes avec un poids pouvant varier de 60 à 75 kg.
Culture des bactéries exigeantes sur des géloses au sang frais de mouton en Infectiologie animale
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Maintenus dans le troupeau de l'établissement, ou tués et "valorisés" en fin de carrière lors du renouvellement, 40 moutons vont être utilisés sur cinq ans dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. L'équipe prélève du sang quatre à huit fois par an, sur un animal différent à chaque fois, sur animal vigile et sous contention, en moins de dix minutes. Ce sang sert à fabriquer des géloses pour cultiver Mycobacterium bovis, la bactérie de la tuberculose bovine, qui se développe mal sans cet apport. Le porteur affirme qu'aucun milieu de substitution n'existe à ce jour et que le sang ne peut donc pas être remplacé.
Objectifs
La production de géloses au sang frais de mouton permet de cultiver la bactérie, afin de mesurer sa virulence in vitro, et sa dissémination lors des expériences in vivo. Sans cet apport nutritionnel, Mycobacterium bovis se développe difficilement, ce qui peut entraîner des biais scientifiques. La préparation des mycobactéries et les mesures bactériologiques sont indispensables pour tous les projets de l’équipe. Nous avons besoin de préparer des géloses plusieurs fois dans l’année pour ces projets de recherche, 8 demandes de prise de sang par an maximum , 1 seul animal par demande. Nous ne pouvons pas donner de calendrier précis, mais les demandes seront forcément espacées d’au moins 1 mois et formulées plusieurs jours à l’avance.
Bénéfices attendus
Les projets de recherche des équipes scientifiques ont pour but d’améliorer les connaissances sur la physiopathologie des maladies infectieuses comme la tuberculose bovine, sur l’identification de biomarqueurs d’intérêt pour le diagnostic, sur la caractérisation des population immunitaires dans le cadre de la vaccination ou de traitements médicamenteux ou alternatifs ou sur la sélection génomique.
Procédures
Des prélèvements de sang sont réalisés sur animaux vigiles et répétés 4 à 8 fois par an sur des individus différents. L'intervention complète (incluant la préparation et la contention) dure moins de 10 minutes, le prélèvement en lui-même ne prenant que quelques secondes par animal.
Impact sur les animaux
La prise de sang nécessite une contention de l’animal et peut engendrer un léger stress, ainsi qu’un éventuel hématome au niveau du site de prélèvement.
Devenir
Les animaux font partis de l’élevage ovin de l'établissement utilisateur, qui fournit une partie des ovins pour l’expérimentation. Pour les donneurs de sang, il y a deux possibilités : 1) soit des animaux en fin de carrière qui seront euthanasiés et valorisés lors du renouvellement du troupeau, 2) soit de des animaux plus jeunes, qui eux seront maintenus au sein du troupeau jusqu’à la fin de carrière et permettront ainsi d’assurer le renouvellement du troupeau. Dans les deux cas, il y a un replacement soit sur un an pour les fins de carrière (courte), soit maintenue au sein du troupeau plusieurs années (longue).
Remplacement
A ce jour, il n’y a pas de milieu de substitution pour la croissance de M. bovis, nous ne pouvons donc pas remplacer le sang pour la préparation de nos géloses.
Réduction
Nous optimisons toutes nos productions et mutualisons les analyses entre nos projets afin de réduire au maximum nos besoins. Le nombre d’animaux inclus dans le protocole a été déterminé grâce à l'expérience réalisée en 2012 ; 2018 et 2023 sur ce même projet. Dans cette étude, l'effectif est de 40 ovins sur 5 ans pour produire le sang nécessaire pour la production des géloses tout en respectant la règle des 3Rs. Il n'y aura pas d'analyses statistiques réalisées sur cette étude
Raffinement
Il y aura un enrichissement social (vie en groupe) et de structure (mise en place de paille, de pierre de sel et hébergement en stabulation conventionnelle pour petits ruminants). Enfin, des granulés sont donnés après chaque prise de sang ; comme récompense positive. Tous les prélèvements seront faits des animaliers expérimentés qui connaissent le modèle ovin et qui en assurent l’élevage.La durée de la procédure pour le recueil de tubes de sang est optimisée pour durer moins de dix minutes par animal préparation contention comprise.
Choix des espèces
Le sang de mouton est une ressource essentielle à la recherche scientifique, car il permet de fabriquer un milieu de culture indispensable à la croissance de bactéries, utilisé par les laboratoires du monde entier. Notre processus s'appuie sur des moutons ayant déjà accompli l'intégralité de leur cycle de production initial (reproduction, production de laine). Ils ont atteint leur pleine maturité physique et physiologique depuis plusieurs années, et se situent strictement au stade adulte.
Evaluation technologique d’un dispositif de ventilation liquidienne et formation des praticiens hospitaliers chez le porc
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Tués une heure ou une semaine après la manipulation, 70 porcs de 40 à 100 kg vont être utilisés, 50 dans des procédures menées sous anesthésie sans aucun réveil et 20 dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chacun subit une chirurgie puis une ventilation liquidienne totale, ses poumons remplis d'un liquide destiné à refroidir l'organisme, avec des prélèvements sanguins tout au long de l'intervention. Le porteur signale l'insuffisance respiratoire comme principal effet indésirable possible, tout en indiquant qu'elle n'est pas attendue avec les versions actuelles du dispositif. L'essai clinique chez l'humain a commencé en 2025 avec 24 patients prévus, et ces 70 porcs servent à former les praticiens hospitaliers à l'appareil et à valider d'éventuelles modifications demandées par l'agence du médicament.
Objectifs
L’arrêt cardiaque extra-hospitalier est à l’origine d’environ 700 000 décès chaque année en Europe et aux Etats-Unis. Afin d’améliorer la prise en charge de ces patients, une piste thérapeutique prometteuse est le refroidissement rapide de l’organisme après la réanimation d’un arrêt cardiaque. Le laboratoire conduit depuis plusieurs années un projet visant à développer une stratégie de ventilation liquide hypothermisante (VLT), qui consiste à ventiler les poumons avec des liquides permettant des échanges gazeux après un arrêt cardiaque. Récemment, un dispositif de ventilation liquidienne a été développé par le laboratoire et l’Agence nationale de sécurité du médicament et des produits de santé (ANSM) a autorisé la conduite d’un essai clinique chez l’humain (essai Overcool) qui a débuté en 2025 et prévoit d’inclure 24 patients. Il est donc nécessaire de former les praticiens hospitaliers de chaque centre référent pour l’utilisation du ventilateur liquidien chez les patients. En parallèle de l’essai clinique Overcool, des tests pré-cliniques pourront être aussi nécessaire de façon à tester d’éventuelles modifications du dispositif suites aux premiers résultats cliniques et à d’éventuelle préconisations de l’ANSM ou du comité scientifique supervisant l’essai clinique. Ces modifications sont pour l’instant inconnues mais pourraient concerner des modifications de fréquence respiratoire ou de volume courant utilisé pendant la procédure.
Bénéfices attendus
Nous évaluerons la capacité des praticiens hospitaliers à se familiariser avec la procédure de VLT qui est spécifique et différente avec les procédures usuelles de ventilation conventionnelle en service de réanimation. Ainsi nous permettrons au praticien de gérer de manière autonome le ventilateur. Suite aux inclusions de patients dans l’essai clinique, il est envisagé de réajuster divers éléments du dispositif qui nécessiteront une validation in vitro et chez l’animal avant implémentation sur le dispositif clinique.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale et à une ventilation liquide. Des prélèvements sanguins à l'état anesthésié seront réalisés tout le long de la procédure. Les animaux seront mis à mort après 1 heure ou 1 semaine de suivi au décours de la ventilation liquidienne
Impact sur les animaux
Le principal effet indésirable susceptible d’être provoqué par la ventilation liquidienne totale est une insuffisance respiratoire. La fréquence respiratoire des animaux sera contrôlée durant le suivi. Cet effet indésirable n’est pas attendu avec les versions actuelles qui contrôlent précisément les paramètres ventilatoires.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort en fin de protocole.
Remplacement
Dans le cadre de la formation des praticiens, le dispositif de ventilation liquide doit être utilisé in vivo pour évaluer l’ensemble de ses performances et la sécurité d’emploi. En effet, les effets du dispositif sont très intégratifs avec l’induction d’une hypothermie par l’intermédiaire du poumon et la nécessité d’un maintien des échanges gazeux. Le suivi des échanges gazeux, des paramètres hémodynamiques et des échanges thermiques entre les différents compartiments de l’organisme ne peut se faire que in vivo.
Réduction
Ce projet est basé sur la formation des praticiens hospitaliers et l’évaluation de validation technologique du ventilateur nous prévoyons d’utiliser un total de 70 animaux. Afin de limiter le nombre de tests sur les animaux, la plupart des évaluations sont effectuées in vitro pour valider les performances du dispositif sur tous les éléments possibles dans ces conditions.
Raffinement
Dès leur arrivée à l’animalerie, les animaux seront hébergés dans des boxes avec des copeaux de bois au sol et enrichissement avec des jouets en plastique. Les animaux seront maintenus sous anesthésie générale, avec administration d’antalgiques puissants, tout au long des procédures. Les animaux réveillés seront surveillés quotidiennement.
Choix des espèces
Notre choix s’est porté sur l’espèce porcine compte tenu de sa proximité avec l’homme au vu de sa masse corporelle, de son anatomie cardiaque et des valeurs usuelles des paramètres hémodynamiques systémiques et cérébraux. Porcs de 40 à 100 kg afin de disposer d’un volume pulmonaire comparable à des patients humains adultes.
Interaction cœur-poumon et effet du préconditionnement ischémique dans la greffe pulmonaire chez le porc
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
30 porcs de 50 à 70 kg vont être opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil. Après ouverture du thorax, les artères pulmonaires droite et gauche sont cerclées puis alternativement bloquées et rouvertes pendant six heures pour la plupart des animaux, ce qui provoque des désaturations et des fibrillations cardiaques que le porteur annonce comme attendues. L'objectif déclaré porte sur la prévention de la dysfonction du greffon après une transplantation pulmonaire chez l'humain, les organes prélevés servant aux analyses, la tête et les viscères à des formations en chirurgie viscérale et ORL. Après des travaux sur des greffons humains rejetés et des modèles d'ischémie in vitro, le porteur affirme qu'il était "incontournable" de passer sur un modèle proche de l'humain.
Objectifs
Notre étude a pour but de montrer: L'effet du préconditionnement ischémique : Étudier si de brefs cycles d'arrêt de circulation/reprise de circulation du sang dans l'artère pulmonaire avant le prélèvement des poumons peuvent limiter les dommages tissulaires et inflammatoires L'interaction cœur-poumon : Évaluer les conséquences d'un arrêt de circulation sanguine pulmonaire sur la fonction et l'intégrité tissulaire du coeur, notamment en raison de l'augmentation brutale de la post-charge induite par le clampage de l'artère pulmonaire.
Bénéfices attendus
L'objectif final est d'améliorer la prévention de la dysfonction primaire du greffon pour réduire la mortalité postopératoire chez l'humain. Cette étude vise ainsi à valider de nouvelles stratégies thérapeutiques protectrices pour le cœur et les poumons.
Procédures
Tous les animaux vont subir une induction par injection intramusculaire. Suivant les différents groupes les animaux vont subir: une anesthésie générale et une chirurgie avec thoracotomie avec cerclage des artères pulmonaires droite et gauche. La durée de cette intervention sera d'environ 1h. Pour les groupe HNF, sans HNF 6 h d'ischémie reperfusion droite et gauche en alternance. Pour le groupe préconditinnement 30 min d'ischémie reperfusion droite et gauche en alternance. Puis pour tous les animaux une mise à mort.
Impact sur les animaux
Les animaux vont subir une perte de conscience lors de l’induction ils seront désorientés. Durant l’intervention ils vont être sujet a désaturation du fait des clampages successifs et des fibrillations cardiaques ventriculaires ou auriculaires.
Devenir
Tous les animaux seront mise à mort à la fin de la procédure pour un prélèvement des tissus et organes à analyser.
Remplacement
Après de nombreuses analyses sur des prélèvements humains de greffes rejetées, des analyses poussées sur de potentielles causes et des modèles in-vitro d’ischémies il était incontournable de passer sur un modèle animal proche de l’homme avec des réactions hémodynamiques très proche voir similaires.
Réduction
Pour répondre au principe de réduction nous avons liés 2 études complémentaires qui ont pour but d’améliorer la qualité du greffon en le conditionnant tel un entrainement et la survie du receveur en limitant les atteintes cardiaques du ventricule droit par des moyens pharmacologiques. De ce fait nous pouvons multiplier les organes à analyser sans augmenter le nombre d’animaux utilisés de plus les témoins permettant d’évaluer les niveaux de base des métabolites sont commun aux deux études. Nous avons ensuite utilisé les premiers résultats obtenus chez le rat pour modéliser et donc apprécier statistiquement le modèle et le calquer sur le porc qui est un modèle beaucoup plus proche de l’homme.
Raffinement
L’ensemble de l’étude sera sans réveil. Elle sera effectuée sous anesthésie générale avec une analgésie très poussée et des temps opératoires réduits à l’extrême. Les procédures chirurgicales complexes sont effectuées par des chirurgiens humain spécialiste de la greffe pulmonaire et formés à l'expérimentation animale. L’anesthésie l’analgésie et le monitoring sera suivit par des vétérinaires car ce projet est en partenariat avec une école vétérinaire. Un médecin anesthésiste réanimateur habilité a l'expérimentation animale sera aussi présent pour assurer les gestes de réanimation nécessaire durant la procédure. Après prélèvement des organes à analyser, les viscères et la tête seront récupérées pour être utiliser dans des formations en chirurgie viscérale et ORL. La carcasse sera donnée au laboratoire d’anatomie de l’école vétérinaire.
Choix des espèces
On peut considérer le modèle porcin comme un modèle de haute-fidélité pour les chirurgiens thoraciques. L'anatomie cardio-pulmonaire est extrêmement proche ainsi que l'abord chirurgical. Il permet de recréer les tempêtes hémodynamiques et inflammatoires de la greffe dans un environnement contrôlé, afin de tester des manœuvres de "pilotage" (comme le préconditionnement ou le prélèvement) avant de les appliquer en conditions réelles sur des patients. Les porcs seront des jeunes de 50 à 70 kg pour pouvoir supporter plus facilement la chirurgie tout en conservant une anatomie proche de l’homme et être facilement manipulable.
Evaluation de différentes formes galéniques implantables au niveau la zone portale chez le porc miniature comme thérapeutique du diabète de type 2 – MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
Aucun ne sera réveillé de la dernière anesthésie, le porteur estimant ce réveil "potentiellement douloureux" et impossible à soulager. 20 porcs miniatures adultes vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Un implant destiné à libérer une molécule contre le diabète de type 2 leur est posé par cœlioscopie près de la veine porte, avec un suivi d'un à six mois, des anesthésies répétées, des prises de sang, un scanner, puis une tomographie par émission de positons sous une anesthésie terminale de deux heures. Le porteur liste comme effets possibles une brèche vasculaire, une compression de la veine porte et une péritonite, et écrit qu'un calcul de puissance statistique "n'est pas pertinent" pour ce type d'expérience.
Objectifs
Le diabète de type 2 est une maladie endémique qui touche plus de 25 millions de personnes dans le monde. De nouveaux traitements existent mais leur efficacité est entachée par de nombreux effets indésirables. Une solution vise à rétablir la sensibilité des récepteurs au Glucagon-like-peptide 1 (GLP-1 r) situés dans un très court segment de la veine porte. Cela peut être produit par la libération locale et prolongée d’un composé capable de restaurer la densité des récepteurs GLP-1. Ce dernier est libéré par un implant idéalement biodégradable sur plusieurs mois. Le projet vise à évaluer la conversion d’un dispositif antérieur reposant sur un implant non biodégradable cylindrique en dispositif utilisable chez le patient humain et répondant aux bonnes pratiques de fabrication en accord avec les autorités de régulation des dispositifs biomédicaux implantables (GMP - good manufacturing practices). Le but de l’expérience est d’évaluer plusieurs dispositifs implantables biodégradables susceptibles de libérer in situ, sur plusieurs mois, une dose idoine de la molécule capable de réguler la densité des récepteurs GLP1. Cette évaluation comprend également une mesure directe et indirecte de la libération de la molécule active afin de calibrer différents tests in vitro de validation des implants dans le cadre de l’utilisation clinique chez l’homme de l’implant une fois celui-ci sélectionné.
Bénéfices attendus
Les bénéfices à court terme sont ceux associé à la possibilité de lancer la phase humaine du programme. Les bénéfices à long terme sont directement associés à la mise en place d'une thérapeutique alternative au traitement du diabète de type 2. Dans tous les cas, nous visons la production d’un dispositif médical susceptible d’être produit en condition GMP et dont la mise en place soit faiblement risqué pour le patient tout en allongeant de façon significative la durée de libération de la molécule active. L’idéal étant de disposer d’un dispositif médical qui puisse fonctionner plusieurs années i.e. qui libère la molécule active durant cette période. Cela nécessite de façon connexe de disposer d’un modèle de libération in vitro. L’expérience proposée vise entre autres à caliber in vivo ce modèle in vitro
Procédures
Les animaux seront soumis à une procédure comprenant diverses étapes durant la durée du projet. Au cours de la première expérience, trois types de dispositifs libérant une molécule active seront placés par voie chirurgicale coelioscopique (durée max de la chirurgie proprement dite - 15 minutes) chez trois groupes d’animaux. Chacun de ces groupes sera suivi durant 1 mois avec une anesthésie au cours de la semaine 2 et 4 post implantation. Au cours de cette anesthésie, un scanner et une prise de sang (2,5 mL) seront réalisés (durée max 30 minutes). La dernière anesthésie est terminale et permettra avant l’administration de l’agent déclenchant l’euthanasie une tomographie d’émission positronique destinée à la mesure de la densité des récepteurs GLP-1 (durée anesthésie 2 heures). Au cours de la seconde expérience, un implant choisi à la suite des résultats de la première expérience sera également implanté par voie chirurgicale coelioscopique sur un groupe unique d’animaux. les animaux seront suivi durant 6 mois avec 4 prises de sang sous anesthésie légère toutes les deux semaines puis tous les mois. Comme pour les animaux de l’expérience précédente, une dernière anesthésie terminale permettra avant l’administration de l’agent déclenchant l’euthanasie une tomographie d’émission positronique destinée à la mesure de la densité des récepteurs GLP-1. Dans tous les cas, les animaux seront logés en hébergement individuel et cela pour la totalité de la durée des procédures. Cela est rendu nécessaire par l’utilisation d’un système robotisé de distribution de l’alimentation.
Impact sur les animaux
Le projet sera réalisé en s’assurant qu’aucune angoisse, douleur ou souffrance inutile ne soit ressentie lors de toute intervention sur les animaux. Les effets liés au risque septique bien que parfaitement maitrisés sont pris en compte dans la surveillance durant semaine post-chirurgicale (recherche d’un arrêt de l’ingestion, prostration, toux, vocalisation au couché, diminution de la diurèse, température rectale accrue). En dehors de ces effets, et dans le cas de la première expérience, les effets indésirables potentiels sont ceux directement liés à la présence physique de l’implant et correspondent soit une brèche vasculaire soit une compression portale. Ils peuvent survenir durant la totalité de la période expérimentale mais ne peuvent être objectivés que par l’imagerie abdominale (US 2D et Doppler respectivement). Ils seront suspectés par les signes cliniques classiques d’une péritonite (arrêt brutal de l’ingestion, prostration, douleur à la palpation abdominale). Outre ces signes, des effets plus complexes à mettre en évidence sont possibles mais ont un tableau clinique protéiforme. Ces effets peuvent également survenir durant la totalité du protocole expérimental. C’est pourquoi, en cas de baisse significative de l’ingestion qui reste le seul élément quantitatif précoce dont nous disposons, nous compléterons l’examen clinique par une mesure de l’ECG et de la pression artérielle. En fonction de l’impact sur le bien être de l’animal, une euthanasie préventive sera réalisée. Dans le cas de la seconde expérience, les effets néfastes directs liés à l’implant sont identifiés et résolus. Les nuisances relèvent de l’élevage en condition expérimentale (plaies de contact, fractures au moment des pesées hebdomadaires en dépit d’une conception idoine des structures d’animalerie) sur des animaux obèses. Celles-ci peuvent survenir tout au long de la durée expérimentale. Aucun autre effet indésirable n'est attendu en consequence de leur obésité. Pour les deux procédures, l'hébergement individuel induit des nuisances bien identifiées par la littérature. Cependant, les mesures prises au cours des experiences précédantes sur des animaux de statut identique montre qu'ils ne sont jamais agressifs ou atteint de stéréotypie. Les mesures prises visent donc essentiellement à prévenir l'anhedonie qui est également observée (chez l'homme) durant le T2D. Ces mesures sont essentiellement associée à des interactions fortes entre le soigneur et l'animal.
Devenir
Un réveil à la suite d'une longue anesthésie est potentiellement douloureux et/ou induit un mal-être sans qu'il ne soit réellement possible de contrer ces effets par un susbtitut pharmacologique. Face à ce risque, nous estimons qu'il est préférable de réaliser une euthanasie à l'issu de l'expérimentation
Remplacement
Ce projet réalisera de nouvelles recherches pour lesquelles l'information n'est pas déjà disponible dans la littérature. Bien que le remplacement par des alternatives non animales soit un atout inestimable pour la recherche, celles-ci ne peuvent pas reproduire la physiologie intégrative complexe présente chez un animal modèle, qui s’apparente étroitement à l'homme. En raison du haut niveau de complexité des systèmes étudiés, de leur intégration complexe et des conséquences multiples de leurs dérèglements, il existe trop d'inconnues pour créer des modèles fiables générés par ordinateur. Cette expérience vise d’une part à valider un modèle in vitro de libération de la substance active. Ce modèle n’existe actuellement pas du fait des particularités vasculaires de la zone d’implantation. Les questions suivantes nécessitent encore un modèle animal. Comment se comporte la libération de la molécule candidate au cours du temps et plus particulièrement une fois que l’implant est inséré dans une structure jouxtant une des plus grosses veines de l’organisme ? Encore une fois, nous avons réalisé un modèle pharmacocinétique sur la base de nos expériences antérieures et nos partenaires développent un modèle in vitro de libération à l’horizon d’un an post implantation. Néanmoins, il est impératif d’avoir des données in vivo de façon à calibrer ce modèle in vitro. Par ailleurs, l’utilisation d’un modèle animal pour le volet chirurgical reste indispensable notamment pour répondre aux questions suivantes: Quelle est la meilleure matrice biodégradable et la forme optimale de l’implant pour permettre une implantation aisée en cœlioscopie. La matrice biodégradable de l’implant peut-elle supporter la procédure d’implantation et l’outil d’implantation est-il suffisant pour réduire les contraintes physiques sur l’implant de façon à ce que ce dernier reste intact ? Ces deux questions font l’objet de modélisations physiques à l’aide de l’outil Comsol. Il reste à valider les données de stress mécanique tant sur l’implant que sur les tissus biologiques qui vont accueillir l’implant - une phase qui ne peut être réalisée que sur un modèle chirurgical.
Réduction
Ce projet a été conçu pour utiliser un nombre minimum d'animaux, tout en garantissant l'obtention de résultats scientifiquement pertinents et l'atteinte des objectifs de l'étude. Néanmoins les questions posées, le caractère exploratoire des différents modèles d’implants et le risque de survenue d’événements néfastes sont tous difficilement modélisables et par voie de conséquence un calcul de puissance statistique classique n’est pas pertinent pour le type d’expérience projeté. L'objectif de réduction se basera donc sur l'expérience acquise au cours des projets antérieurs de même nature (implantation coelioscopique d'implants non biodégradable). Par ailleurs, il est tout à fait possible que rapidement les premiers essais conduisent à identifier une incompatibilité immédiate entre la nature de l'implant et la zone à traiter. Dans ce cas, le nombre d'animaux prévu pour ce sous groupe sera immédiatement réduit.
Raffinement
Des points limites sont fixés au préalable, et un suivi des animaux est effectué de facon très régulière. Les procédures chirurgicales et d’imagerie ont été conçues et validées par un vétérinaire en incluant une valence analgésique forte. Les méthodes d’imagerie sont les plus sophistiquées possible à ce jour indépendamment de l’espèce utilisée. La méthode chirurgicale est reconnue comme celle produisant les suites post-opératoires néfastes les plus limités possibles. Les possibilités d'affiner la procédure seront continuellement explorées et mises en oeuvre dans la mesure du possible pendant la durée de vie du projet. Des revues de littérature régulières seront effectuées pendant toute la durée du projet pour s'assurer que les procédures utilisées sont aussi raffinées que possible et restent conformes aux recommandations de bonnes pratiques.
Choix des espèces
Le porc s’impose comme un modèle privilégié pour les études en nutrition et neurosciences. En contexte nutritionnel délétère, le miniporc adulte développe une obésité similaire à la pathologie humaine. De plus, le capteur GLP-1r au niveau portal est altéré par l'obèsité. Le choix du modèle porcin se justifie également par rapport à l’utilisation d’une procédure d’implantation cœlioscopique qui sera celle utilisée chez l’homme et qui ne peut être effectuée techniquement sur un animal de plus petite taille. Pour les mêmes raisons de taille, la résolution spatiale obtenue par l’utilisation du modèle porcin, du fait des limitations techniques fait qu’un modèle de grande taille est recherché. Les animaux seront des adultes bien après que leur croissance ait atteint un plateau i.e. > 3 ans. Ceci se justifie par le fait que la condition visée par notre solution thérapeutique est celle du diabète de type 2 chez l'adulte et que ce dernier se développe préférentiellemetn après 45 ans
Etude de la faisabilité et de la sécurité d’un traitement par ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU) délivré par voie transcutané chez le porc pour le traitement de tumeurs pancréatiques.
- Recherche appliquée
- Cancers
Maintenus sous anesthésie jusqu'à six heures pendant qu'une sonde à ultrasons focalisés porte leurs tissus à plus de 80 °C, 10 porcs vont être utilisés, six tués sans jamais se réveiller, quatre soumis à des procédures d'un niveau de souffrance léger. L'objectif déclaré est de montrer qu'un nouveau dispositif transcutané détruit des tumeurs du pancréas sans abîmer les organes voisins. Tous sont tués pour que leurs foies soient prélevés et analysés. Le porteur affirme que le traitement "ne devrait pas causer de douleur", et présente le projet comme un essai sur des tumeurs pancréatiques alors que les porcs sont sains et que les lésions sont dupliquées dans le foie pour économiser des animaux.
Objectifs
Les tumeurs du pancréas font parties des cancers les plus agressifs avec un taux de survie à 5 ans inférieur à 5 %. L’absence de symptome typique fait que la maladie est le plus souvent non opérable au moment du diagnostic. Les avancées récentes sur les autres moyens thérapeutiques, notamment les chimiothérapies, n’ont pas permis une amélioration significative de la survie. La situation d’impasse thérapeutique actuelle dans laquelle se trouvent les patients justifie la mise en place de nouvelles approches thérapeutiques parmi lesquelles les ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU) représentent une approche pertinente. Les HIFU sont délivrés par une sonde qui concentre les ultrasons dans une zone focale et permettent la destruction du tissu visé par effet thermique sans risque pour les structures voisines. En effet, les ultrasons permettent d’élever localement la température jusqu’à plus de 80°C à distance de la sonde qui les émet sans abîmer les tissus qu’ils traversent grâce à l’effet de focalisation. Les cellules de la zone cible sont détruites dès lors que la température dépasse les 60°C. Cette zone de cellules mortes est appelée lésion. Lors des travaux antérieurs nous avons acquis une expertise clinique de traitement de tumeurs pancréatiques envahissant les vaisseaux mésentériques. Ces traitements étaient réalisés au bloc opératoire durant une laparotomie. Nous avons depuis développé une nouvelle sonde HIFU permettant un traitement totalement non-invasif des tumeurs pancréatiques. Cette nouvelle sonde a été pensée pour s’adapter aux contraintes anatomiques impliquées par la voie transcutanée. L’objectif des essais in vivo est d’évaluer la faisabilité de créer des lésions HIFU dans le pancréas sans atteinte des structures voisines.
Bénéfices attendus
Ce projet doit permettre de démontrer la faisabilité et l’innocuité d’un nouveau dispositif médical utilisant les ultrasons focalisés pour détruire les tumeurs pancréatiques. En cas de résultats satisfaisants, un essai clinique de Phase I/II chez des patients porteurs de tumeurs pancréatiques localement avancées pourra être envisagé.
Procédures
Les animaux subiront une injection intra musculaire pour débuter l’anesthésie (la moitié des animaux seront anesthésiés une seconde fois plus tard) puis, une fois anesthésié, un cathéter sera mis en place au niveau de la veine de l’oreille. L’anesthésie durera 6h au maximum avec traitement antidouleur pendant lequel aura lieu le traitement HIFU.
Impact sur les animaux
L’animal subira un stress lors de la prémédication et une douleur légère de courte durée lors de la mise en place du cathéter dans l’oreille. Le traitement HIFU ne devrait pas causer de douleur. Lors du prélèvement de sang à J1, l’animal subira un stress (contention) et une légère douleur (insertion de l’aiguille dans la veine).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour prélever les foies qui seront analysés.
Remplacement
La mise au point du traitement HIFU a été préalablement évaluée par simulation informatique puis testée in vitro et ex vivo. Ces alternatives ont été utilisées à leur maximum, ce qui a permis de repousser le passage à l’animal. Toutefois, l’évaluation des effets du traitement par HIFU dans l’organe perfusé ainsi que sur les tissus biologiques qui seront traversées par les ultrasons entre la peau et l’organe ciblé nécessite une exploration in vivo, compte tenu de la complexité à reproduire cet environnement in vitro. De plus, les ultrasons ne se comportent pas de la même façon entre un organe in vitro et in vivo. À ce jour, ces interactions ont été insuffisamment caractérisées pour être étudiées directement chez l’Homme.
Réduction
Le nombre de lésions réalisable dans le pancréas étant limité à 1 ou 2, la duplication de lésions dans le foie permet de réduire le nombre d’animaux nécessaires à l’étude. Aucun test statistique ne sera appliqué, seule de la statistique descriptive (moyenne, écart-type des tailles, volumes de lésions) sera effectuée.
Raffinement
L’analgésie administrée est la même que celle utilisée chez les patients. L’animal est monitoré (fréquence cardiaque, saturation en oxygène et température) ce qui permet d’ajuster l’anesthésie et l’analgésie. L’animal est réchauffé par un matelas chauffant. Outre la mise à disposition d’objets à mâchouiller et d’un ballon, les techniciens animaliers disposent d’un temps de jeu, d’échange avec les porcs, leur mettent à disposition des friandises dans la litière pour qu’ils puissent exprimer leur comportement naturel de fouissage. Des points limites adaptés permettront de prendre des mesures adéquates ou d’arrêter la procédure.
Choix des espèces
La sonde de traitement HIFU est adaptée à l’homme. Le porc présente une anatomie permettant ce test. Afin que le pancréas et le foie soient suffisamment gros et que la paroi de l’animal soit suffisamment épaisse pour se rapprocher des conditions rencontrées en clinique, des porcs de 40-45 kg seront utilisés.
Traitement du cancer de la prostate par ultrasons focalisés : passage du traitement par un dépôt de chaleur à la liquéfaction du tissu.
- Recherche appliquée
- Cancers
Anesthésiés par une injection dans la cuisse, intubés, branchés à un respirateur, l'abdomen ouvert : 5 porcs vont être utilisés dans une procédure menée sous anesthésie, tués avant tout réveil. Le traitement par ultrasons focalisés dure environ trente minutes par zone, de trois à six zones par animal, pour un total de quatre heures. Le projet porte sur le cancer de la prostate, mais c'est le foie qui est traité, choisi pour son épaisseur et parce qu'il permet plusieurs lésions sur un même animal. Ils sont tués parce que les lésions doivent passer à l'IRM et parce que le porteur juge la chirurgie trop lourde pour que l'animal s'en remette.
Objectifs
Le cancer de la prostate est actuellement le deuxième cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez l’homme. Malgré un taux de survie augmenté, les effets secondaires des traitements (incontinence urinaire, impuissance, inflammation du rectum...) restent une préoccupation majeure. Depuis près de 20 ans, une des techniques indiquées pour détruire ce cancer est le traitement par ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU : High Intensity Focused Ultrasound). Cette technique a pour avantage de diminuer les risques post-opératoires et les effets secondaires. Aujourd’hui, beaucoup de recherches tournent autour d’une autre technique pour détruire physiquement la tumeur. Au lieu de créert une élévation de température dans la tumeur, on fait éclater les cellules en créant localement des bulles qui s’agitent. Le tissu va alors se liquéfier. Il a été montré que cette destruction induit également une réaction immunitaire contre la tumeur. Cette réaction immunitaire permettrait d’apprendre au corps à détruire les cellules issues de ce même cancer limitant ainsi les risques de diffusion et de récidive. Le but de ce projet est de vérifier que le traitement de la tumeur réalisé correspond bien à ce qui est demandé au logiciel qui pilote la machine sans dommage secondaire.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de proposer une amélioration du traitement du cancer de la prostate par HIFU en clinique qui pourra réduire les effets secondaires chez les patients.
Procédures
Chaque animal sera anesthésié par une injection (10 secondes) dans le muscle de la cuisse sans que l’animal soit tenu. Dix minutes après, il sera intubé et branché à un respirateur. Son abdomen sera ouvert pour avoir accès au tube digestif et au foie sous anesthésie générale et antidouleur. La procédure de traitement durera environ 30 minutes par zone, entre 3 et 6 zones par animal et au total durera 4 heures.
Impact sur les animaux
L’animal subira un stress et une douleur légère et courte lors de la prémédication et possiblement une douleur légère et courte lors de la mise en place du cathéter à l’oreille (piqure). .
Devenir
La mise à mort des animaux est nécessaire car les lésions effectuées par le traitement doivent passer à l’IRM afin de mesurer les lésions et la chirurgie qui est effectuée sur l’animal est lourde et serait difficile à l’animal de s’en remettre.
Remplacement
Les paramètres de traitements ont été fixés par simulation informatique et des essais ont été fait sur foie de génisse. Ainsi certaines questions ont pu être résolues sans avoir recours à des animaux. Cependant ce type de traitement est très dépendant de la circulation sanguine, l’animal vivant est alors nécessaire.
Réduction
Ce modèle utilise le foie plutôt que la prostate car il a des propriétés similaires pour ce type de traitement et il permet de faire plusieurs traitements sur un même foie, ainsi le nombre d’animaux peut être divisé au minimum par deux. Le nombre d'animaux a été déterminé à l'aide d'un test statistique.
Raffinement
Outre la mise à disposition d’objets à mâchouiller et d’un ballon, les techniciens animaliers disposent d’un temps de jeu, d’échange avec les porcs, leur mettent à disposition des friandises dans la litière pour qu’ils puissent exprimer leur comportement naturel de fouissage. Ils sont régulièrement sortis de leur box pour pouvoir courir dans un plus grand espace de l’animalerie. Les animaux sont anesthésiés sans contention. L’antidouleur administré est le même que celui utilisé chez les patients. Les paramètres vitaux de l’animal sont monitorés ce qui permet d’ajuster l’anesthésie comme chez l’homme. L’animal est réchauffé par un matelas à air chaud. Les organes non prélevés dans ce projet seront proposés à d’autres chercheurs.
Choix des espèces
La sonde de traitement HIFU est adaptée à l’homme. La épaisseur des lésions nécessite une épaisseur de foie que seul le porc présente pour ce test. Il permet d’effectuer de trois à six lésions. Afin que le foie soit suffisamment gros pour faire des lésions de taille suffisante, des porcs de 40-45 kg seront utilisés (14 semaines environ).
Afin de répondre aux exigences réglementaires de contrôle de qualité de vaccins vétérinaires bénéficiant d’une AMM, ce projet vise à confirmer l’activité de formulations vaccinales destinées aux ruminants au moyen de procédures de classe de gravité modérée.
- Tests réglementaires
- Contrôles de qualité
Vaccinés puis délibérément infectés avec l'agent pathogène sous anesthésie locale, 200 moutons vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, tous tués ensuite. Les animaux témoins, non protégés, développent fièvre, œdème de la face, manifestations inflammatoires et diarrhée, ces symptômes constituant la mesure attendue. Deux gestes suffisent par animal, une injection de vaccin de moins d'une minute et une administration de la souche de moins de cinq minutes. Ce contrôle ne vise pas à produire des connaissances mais à libérer des lots commerciaux de vaccins vétérinaires, et le porteur indique qu'il ne pourra pas être remplacé "sans un changement de la réglementation de tous les pays".
Objectifs
Le projet a pour objectif de déterminer l’activité de vaccins destinés aux animaux de rente. Cet objectif doit être respecté afin d’être en conformité avec les exigences réglementaires de la Pharmacopée Européenne et des pays tiers destinataires dans la constitution d’un dossier d’AMM. Les contrôles sont effectués sur ovins (une des espèces cibles). La Pharmacopée Européenne demande la démonstration de résultats concrets, certains obtenus chez l’animal
Bénéfices attendus
Ces tests garantissent une commercialisation de vaccins sûrs et efficaces pour l’animal. Les tests ont lieu selon le cadre approuvé par les autorités réglementaires et permettent la libération d’un nombre important de doses de vaccins améliorant considérablement la qualité sanitaire des élevages et la sécurité alimentaire des consommateurs.
Procédures
1 administration de vaccin, sur tous les animaux en vigile. L'acte est inférieur à 1 minutes. 1 administration de l'agent pathogène, sur tous les animaux en vigile avec une anesthésie locale. L'acte est inférieur à 5 minutes
Impact sur les animaux
Les animaux peuvent présenter une légère augmentation de stress due aux injections des vaccins, à l'administration de la souche et aux manipulations. Les animaux témoins peuvent montrer des symptômes liés à la maladie virale, tels qu’une réaction fébrile associée à des manifestations inflammatoires et congestives et d’œdème de la face, une diarrhée légère transitoire et une hyperthermie modérée.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés
Remplacement
Les réglementations des pays destinataires du produit exigent la réalisation des tests sur animaux pour la mise sur le marché de lot commercial. Il n’est actuellement pas possible de les remplacer sans un changement de la réglementation de tous les pays.
Réduction
Le nombre d’animaux est imposé par la réglementation. Lorsque c'est possible la mutualisation des lots témoins permet de réduire le nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Tous les animaux bénéficient d'une période d'acclimatation. Lors de l'administration intradermique une anesthésie locale est mise en place. L'observation quotidienne des animaux et l'application d'une grille de scoring permet d'appliquer les points limites. Le personnel est compétent pour identifier les cas pour lesquels l’animal n’est plus dans sa zone de confort. Les conditions d’hébergement varient selon l’espèce et l’âge des animaux pour maximiser leur confort et leur bien-être. Tous les animaux sont hébergés en groupe et des enrichissements adaptés du milieu ont été mis en place dans les hébergements. La Structure du Bien-Etre Animal (SBEA) garantit l’amélioration des techniques de soins et des conditions de vie pour les animaux.
Choix des espèces
Il s'agit d'une espèce cible Les ovins doivent avoir entre 2 et 9 mois. Ce stade de développement correspond à celui requis pour répondre au dossier déposé aux autorités des pays destinataires.
Evaluation de l’efficacité, de l’innocuité et de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs en robotique chirurgicale – 2/2
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Troubles cardiaques
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Cochons : 120
Moutons : 120
Bovins : 40
300 cochons, moutons, bovins et chiens vont être utilisés dans la seconde moitié de ce projet de robotique chirurgicale, tous tués à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Ils sont mis à jeun de 6 à 16 heures selon l'espèce, cathétérisés, opérés sous anesthésie générale, certains recevant un implant dont la tenue sera évaluée par imagerie, nécropsie et histopathologie. Le porteur qualifie l'expérimentation sur "l'organisme entier" d'"incontournable" et rappelle qu'il s'agit d'une obligation réglementaire pour les dispositifs médicaux implantables. Le choix des espèces suit des critères anatomiques, les moutons pour leur croissance limitée à l'âge adulte, les bovins pour la taille de leurs organes, les chiens quand ils sont seuls à présenter l'auricule gauche avec ostium, la conduction cardiaque, la prostate bilobée ou la fovéa recherchées.
Objectifs
Les systèmes de robotique chirurgicale sont des dispositifs médicaux destinés à assister ou réaliser des gestes opératoires avec une très grande précision. Ils améliorent l’ergonomie du chirurgien, la stabilité des instruments, la reproductibilité des gestes et la sécurité du patient. Ces technologies reposent sur l’association de bras robotisés, de systèmes de visualisation de haute qualité, de logiciels de planification et de contrôle, ainsi que d’instruments intelligents. La chirurgie robot-assistée connaît un essor important dans de nombreuses spécialités, notamment l’urologie, la gynécologie, la chirurgie digestive, thoracique, orthopédique et la neurochirurgie. Ces plateformes permettent de réaliser des gestes complexes grâce à une meilleure dextérité, à la réduction des tremblements et à un accès facilité à des zones anatomiques difficiles. L’intégration d’outils numériques, tels que la navigation chirurgicale, l’imagerie per-opératoire et l’intelligence artificielle, contribue à optimiser les procédures et à améliorer les résultats cliniques. La robotique est également utilisée dans des actes très spécialisés, comme la chirurgie de précision, la chirurgie guidée par l’image et certaines procédures percutanées. Son caractère mini-invasif permet de réduire les pertes sanguines, la douleur post-opératoire, les risques infectieux et la durée d’hospitalisation, tout en favorisant une récupération plus rapide des patients. Le développement de nouvelles plateformes robotiques et d’instruments chirurgicaux nécessite une phase de recherche et développement rigoureuse. Les prototypes doivent être évalués dans des modèles précliniques animaux afin de reproduire au mieux les conditions anatomiques, fonctionnelles et cliniques des futures applications humaines. Ces études servent à valider la faisabilité technique, les performances mécaniques, la précision des gestes et la sécurité des dispositifs. Le projet poursuit deux objectifs : d’une part, optimiser et fiabiliser les prototypes jusqu’à obtenir des versions démontrant leur efficacité et leur innocuité ; d’autre part, engager ces versions dans un processus de validation réglementaire conforme aux normes applicables (ISO 10993, BPL OCDE, GLP FDA 21 CFR part 58). Ce projet de recherche se déroulera dans deux Etablissements Utilisateurs (EU 1/2 et 2/2).
Bénéfices attendus
L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité, de l’efficacité et de la sécurité des implants pour améliorer leur tolérance et éviter leur rejet et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation et le traumatisme tissulaire, corollaires de ces interventions et qui handicapent les patients, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients avec des durées d'hospitalisation et de convalescence réduites.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet. Dans ce projet, les actes d'imagerie pourront être réalisés dans les EU 1/2 et 2/2. La période d'acclimatation d'une durée de 7 jours se fera dans l'EU 2/2. Les actes chirurgicaux d'implantation de dispositif et/ou d'évaluation de technique chirurgicale assistés par la robotique avec ou sans réveil seront réalisés dans l'EU 1/2. Le suivi clinique et fonctionnel des animaux après les procédures chirurgicales ainsi que les administrations de soins pourront être réalisées dans les EU 1/2 et 2/2. Pour les études chroniques, les évaluations finales avec euthanasie pourront être réalisées dans l' EU 1/2.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim ,lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins/bovins, de 6 à 12 heures pour les chiens) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - En fonction des besoins et préalablement à la procédure d'évaluation du dispositif, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive, - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale avec prise en charge multimodale de l'analgésie per, et post-opératoire avec l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés y compris de traitements permettant une analgésie par voie locale, la protection et la surveillance des plaies, la surveillance du reveil d'anesthésie dans des espaces calmes et spécialement aménagés avec évaluation et scoring de la douleur réguliers, ou la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux avec surveillance des signes de douleur par des Techniciens spécialement formés supervisés par des Véterinaires).
Devenir
Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des scanners, IRM par exemple) et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs testés dans le projet.
Remplacement
La validation des dispositifs médicaux implantables et des méthodes techniques innovantes dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. Le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes afin de reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients est indispensable. Les différences interspécifiques de la nature tissulaire, de la forme, de la taille anatomique et aussi de la fonction requièrent l’emploi de plusieurs espèces différentes pour optimiser l’expérimentation et l’évaluation des dispositifs évalués dans ce projet. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur l'animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.
Réduction
Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Cette estimation répond à différents paramètres et en premier lieu aux besoins de la démarche expérimentale spécifique de mise au point et de raffinement des prototypes de dispositifs, puis de validation et d’évaluation des versions des dispositifs jugées efficaces et sécuritaires, mais aussi de l’expérience du laboratoire sur d’autres projets avec ce même type d’approche, elle répond enfin à un besoin de développement et d’évaluation de l’efficacité, de l’innocuité et de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs en robotique chirurgicale. Pour réduire le nombre d’animaux, des sélections par méthodes d’imagerie non invasives sont mises en place (IRM, Scanner, Echographie, RX …), permettant par exemple une reconstruction 3D des structures d’intérêt. Dans ce projet les canins seront utilisés plus rarement que les porcins, lorsqu’ils sont le seul modèle à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle la plus proche de l’Homme (entre autres exemples: auricule gauche avec ostium, conduction du tissu cardiaque, prostate bilobée, une fovéa centralis développée...). Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.
Raffinement
Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en oeuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateaux techniques opératoires et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Un suivi de la température est réalisé pendant toute la procédure d'implantation chirurgicale et des dispositifs de maintien de la normothermie tels que le système de couverture de réchauffement Bair Hugger© ou des tapis chauffants sont utilisés. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, des protocoles de prises en charge de la douleur sont systématiquement appliqués (AINS et/ou opioïdes). Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet. Les transports d'animaux réalisés entre les 2 EU (35 km) seront réalisés à l'aide de véhicules de types camionnettes fermées ayant reçu une autorisation AT1 délivrée par la DDPP, ventilés, climatisés et spécialement équipés pour le transport des animaux vivants (dispositifs d'abreuvement, tapis antidérapants ou cages de transport, suivi et enregistrement des températures lors des trajets, système de surveillance vidéo des animaux). Les personnels en charge sont formés et titulaires du certificat de convoyeur (CCTROV) et le transport est validé par un Vétérinaire. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour évaluer les dommages réellement subis par les animaux.
Choix des espèces
Les dispositifs doivent être testés sur des gros animaux avec une anatomie semblable à l’Homme avec les mêmes dimensions et processus de réparation tissulaire, de cicatrisation et compatibles avec l'utilisation d'équipements de chirurgie et d'imagerie standards utilisés chez l'Homme. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme appropriés. Pour chaque dispositif évalué, le modèle animal préalablement identifié comme le plus pertinent sera utilisé : - Les ovins pour la durabilité des dispositifs testés, son intérêt principal est sa croissance limitée une fois adulte. - Les porcins seront utilisés pour la robotique digestive ou oculaire par exemple. - Les bovins pour les intérêts anatomiques et fonctionnels liés à la taille de ses organes, au débit élevés des dispositifs cardiovasculaire potentiellement testés dans ce projet (robotique chirurgicale utilisée pour la chirurgie cardiovasculaire), - Les canins lorsqu’ils sont les seuls à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle recherchée (par exemple: auricule gauche avec ostium, conduction du tissu cardiaque, une prostate bilobée, une fovéa centralis développée...). Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme.
Evaluation de l’efficacité, de l’innocuité et de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs en robotique chirurgicale – 1/2
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Troubles cardiaques
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Cochons : 120
Moutons : 120
Bovins : 40
Valider des prototypes de robots chirurgicaux et des dispositifs implantables avant leur mise sur le marché : 300 cochons, moutons, bovins et chiens vont être utilisés dans la première moitié de ce projet, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Ils subissent des prélèvements sanguins hebdomadaires, la pose d'un cathéter, puis des interventions chirurgicales sous anesthésie générale pouvant durer plusieurs heures, avec parfois l'induction volontaire d'une lésion avant de tester le dispositif. Le porteur affirme que les animaux subiront exactement les mêmes nuisances qu'"un futur patient humain", tout en prévoyant une douleur postopératoire de plusieurs jours selon l'invasivité de la technique. L'effectif de 300 animaux repose sur l'expérience du laboratoire et sur les besoins de mise au point des prototypes, le RNT précisant qu'"aucune approche statistique n'a été réalisée".
Objectifs
Les systèmes de robotique chirurgicale sont des dispositifs médicaux destinés à assister ou réaliser des gestes opératoires avec une très grande précision. Ils améliorent l’ergonomie du chirurgien, la stabilité des instruments, la reproductibilité des gestes et la sécurité du patient. Ces technologies reposent sur l’association de bras robotisés, de systèmes de visualisation de haute qualité, de logiciels de planification et de contrôle, ainsi que d’instruments intelligents. La chirurgie robot-assistée connaît un essor important dans de nombreuses spécialités, notamment l’urologie, la gynécologie, la chirurgie digestive, thoracique, orthopédique et la neurochirurgie. Ces plateformes permettent de réaliser des gestes complexes grâce à une meilleure dextérité, à la réduction des tremblements et à un accès facilité à des zones anatomiques difficiles. L’intégration d’outils numériques, tels que la navigation chirurgicale, l’imagerie per-opératoire et l’intelligence artificielle, contribue à optimiser les procédures et à améliorer les résultats cliniques. La robotique est également utilisée dans des actes très spécialisés, comme la chirurgie de précision, la chirurgie guidée par l’image et certaines procédures percutanées. Son caractère mini-invasif permet de réduire les pertes sanguines, la douleur post-opératoire, les risques infectieux et la durée d’hospitalisation, tout en favorisant une récupération plus rapide des patients. Le développement de nouvelles plateformes robotiques et d’instruments chirurgicaux nécessite une phase de recherche et développement rigoureuse. Les prototypes doivent être évalués dans des modèles précliniques animaux afin de reproduire au mieux les conditions anatomiques, fonctionnelles et cliniques des futures applications humaines. Ces études servent à valider la faisabilité technique, les performances mécaniques, la précision des gestes et la sécurité des dispositifs. Le projet poursuit deux objectifs : d’une part, optimiser et fiabiliser les prototypes jusqu’à obtenir des versions démontrant leur efficacité et leur innocuité ; d’autre part, engager ces versions dans un processus de validation réglementaire conforme aux normes applicables (ISO 10993, BPL OCDE, GLP FDA 21 CFR part 58). Ce projet de recherche se déroulera dans deux Etablissements Utilisateurs (EU 1/2 et 2/2).
Bénéfices attendus
L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité, de l’efficacité et de la sécurité des implants pour améliorer leur tolérance et éviter leur rejet et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation et le traumatisme tissulaire, corollaires de ces interventions et qui handicapent les patients, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients avec des durées d'hospitalisation et de convalescence réduites.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet. Dans ce projet, les actes d'imagerie pourront être réalisés dans les EU 1/2 et 2/2. La période d'acclimatation d'une durée de 7 jours se fera dans l'EU 2/2. Les actes chirurgicaux d'implantation de dispositif et/ou d'évaluation de technique chirurgicale assistés par la robotique avec ou sans réveil seront réalisés dans l'EU 1/2. Le suivi clinique et fonctionnel des animaux après les procédures chirurgicales ainsi que les administrations de soins pourront être réalisées dans les EU 1/2 et 2/2. Pour les études chroniques, les évaluations finales avec euthanasie pourront être réalisées dans l' EU 1/2.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim ,lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins/bovins, de 6 à 12 heures pour les chiens) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - En fonction des besoins et préalablement à la procédure d'évaluation du dispositif, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive, - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale avec prise en charge multimodale de l'analgésie per, et post-opératoire avec l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés y compris de traitements permettant une analgésie par voie locale, la protection et la surveillance des plaies, la surveillance du reveil d'anesthésie dans des espaces calmes et spécialement aménagés avec évaluation et scoring de la douleur réguliers, ou la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux avec surveillance des signes de douleur par des Techniciens spécialement formés supervisés par des Véterinaires).
Devenir
Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des scanners, IRM par exemple) et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs testés dans le projet.
Remplacement
La validation des dispositifs médicaux implantables et des méthodes techniques innovantes dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. Le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes afin de reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients est indispensable. Les différences interspécifiques de la nature tissulaire, de la forme, de la taille anatomique et aussi de la fonction requièrent l’emploi de plusieurs espèces différentes pour optimiser l’expérimentation et l’évaluation des dispositifs évalués dans ce projet. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur l'animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.
Réduction
Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Cette estimation répond à différents paramètres et en premier lieu aux besoins de la démarche expérimentale spécifique de mise au point et de raffinement des prototypes de dispositifs, puis de validation et d’évaluation des versions des dispositifs jugées efficaces et sécuritaires, mais aussi de l’expérience du laboratoire sur d’autres projets avec ce même type d’approche, elle répond enfin à un besoin de développement et d’évaluation de l’efficacité, de l’innocuité et de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs en robotique chirurgicale. Pour réduire le nombre d’animaux, des sélections par méthodes d’imagerie non invasives sont mises en place (IRM, Scanner, Echographie, RX …), permettant par exemple une reconstruction 3D des structures d’intérêt. Dans ce projet les canins seront utilisés plus rarement que les porcins, lorsqu’ils sont le seul modèle à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle la plus proche de l’Homme (entre autres exemples: auricule gauche avec ostium, conduction du tissu cardiaque, prostate bilobée, une fovéa centralis développée...). Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.
Raffinement
Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en oeuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateaux techniques opératoires et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Un suivi de la température est réalisé pendant toute la procédure d'implantation chirurgicale et des dispositifs de maintien de la normothermie tels que le système de couverture de réchauffement Bair Hugger© ou des tapis chauffants sont utilisés. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, des protocoles de prises en charge de la douleur sont systématiquement appliqués (AINS et/ou opioïdes). Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet. Les transports d'animaux réalisés entre les 2 EU (35 km) seront réalisés à l'aide de véhicules de types camionnettes fermées ayant reçu une autorisation AT1 délivrée par la DDPP, ventilés, climatisés et spécialement équipés pour le transport des animaux vivants (dispositifs d'abreuvement, tapis antidérapants ou cages de transport, suivi et enregistrement des températures lors des trajets, système de surveillance vidéo des animaux). Les personnels en charge sont formés et titulaires du certificat de convoyeur (CCTROV) et le transport est validé par un Vétérinaire. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour évaluer les dommages réellement subis par les animaux.
Choix des espèces
Les dispositifs doivent être testés sur des gros animaux avec une anatomie semblable à l’Homme avec les mêmes dimensions et processus de réparation tissulaire, de cicatrisation et compatibles avec l'utilisation d'équipements de chirurgie et d'imagerie standards utilisés chez l'Homme. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme appropriés. Pour chaque dispositif évalué, le modèle animal préalablement identifié comme le plus pertinent sera utilisé : - Les ovins pour la durabilité des dispositifs testés, son intérêt principal est sa croissance limitée une fois adulte. - Les porcins seront utilisés pour la robotique digestive ou oculaire par exemple. - Les bovins pour les intérêts anatomiques et fonctionnels liés à la taille de ses organes, au débit élevés des dispositifs cardiovasculaire potentiellement testés dans ce projet (robotique chirurgicale utilisée pour la chirurgie cardiovasculaire), - Les canins lorsqu’ils sont les seuls à présenter la spécificité anatomique ou fonctionnelle recherchée (par exemple: auricule gauche avec ostium, conduction du tissu cardiaque, une prostate bilobée, une fovéa centralis développée...). Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme.
Evaluation de la sécurité et de la performance d’un système d’ablation photodynamique endovasculaire – MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Cancers
40 porcs de quatre à cinq mois vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour l'analyse histologique du pancréas et de ses vaisseaux. Chacun subit une chirurgie mini-invasive de quatre heures pour un traitement laser à l'intérieur des vaisseaux qui entourent le pancréas, un suivi par prise de sang et scanner sous anesthésie pendant une heure tous les quinze jours, parfois une seconde chirurgie de deux heures au septième jour, puis une dernière opération d'une heure trente sans réveil. Le dispositif testé viserait à réduire le stade des cancers du pancréas localement avancés pour rendre les patients opérables, sans occlure durablement les vaisseaux. Le porteur décrit une acclimatation avec "douches tièdes, promenades et distributions de récompenses" pour habituer les porcs à l'humain, avant ces opérations répétées et la mise à mort.
Objectifs
Le projet vise à évaluer la sécurité et la performance d’un dispositif d’ablation utilisant la lumière, des vaisseaux qui entourent le pancréas chez le modèle porcin. Certaines formes de cancer peuvent envahir les gros vaisseaux sanguins. Cela rend le retrait de la tumeur techniquement difficile et constitue un problème clinique, en particulier pour les cancers du pancréas. Les cancers hépato-pancréato-biliaires (HPB) sont agressifs et ont tendance à envahir précocement les gros vaisseaux sanguins de la région, ce qui rend la résection avec des marges chirurgicales sans tumeur techniquement difficile, voire impossible. Actuellement, la chirurgie est le seul traitement potentiellement curatif pour les cancers du pancréas (un des plus agressifs). Chaque année, environ 500 000 patients sont diagnostiqués avec un cancer du pancréas dans le monde et 40% des patients ont un cancer du pancréas localement avancé, les rendant inéligibles à la chirurgie curative en raison de l’atteinte vasculaire. Des combinaisons de chimiothérapie systémique et de radiothérapie sont classiquement utilisées pour réduire le stade de la maladie. Les résultats sont encourageants, mais la réduction du stade ne concerne qu’une minorité de patients, au prix de toxicités locales et systémiques. De nouvelles méthodes sont donc mise en place, comme celle de ce projet qui consiste à libérer les vaisseaux de la tumeur à l’aide d’une ablation lumineuse dans la lumière des vaisseaux sanguins préalablement photosensibilisés. Cette technique est possible dans les gros vaisseaux sans qu’elle ne provoque leur rupture, de thrombose ou de sténose.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont d’ordre technologique et médical. Il s’agit de tester une nouvelle approche thérapeutique pour soigner les cancers du pancréas chez l’homme. Comparée aux systèmes d’ablation par la chaleur, l’ablation par la lumière serait moins agressive et n’occlurait pas les vaisseaux de manière permanente. Cette méthode permettrait de réduire le stade clinique des patients, les rendant éligibles à la chirurgie, et d’améliorer leur survie sans compromettre la fonctionnalité des vaisseaux sanguins après la chirurgie.
Procédures
Toutes les interventions sont réalisées sous anesthésie générale : Les animaux sont soumis à une chirurgie mini-invasive permettant un traitement laser endovasculaire (4 heures). Leur suivi post opératoire (de quelques jours à quelques semaines) inclu une prise de sang et un contrôle en imagerie (scanner) sous anesthésie pendant 1 heure tous les 15 jours. MODIFICATION Un petit groupe d’animaux sera soumis à une chirurgie intermédiaire (7e jour post opératoire, 2 heures d'intervention) sous anesthésie générale. En fin de protocole, une chirurgie est réalisée sans réveil de l’anesthésie générale (durée 1h30).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables potentiels sur les animaux de l’étude sont liés à : - l’induction de l’anesthésie : stress à la contention, injection intramusculaire. - Le réveil de l’anesthésie : nausées, désorientation, hypothermie, irritation trachéale. - le traitement par voie endovasculaire : hématome, boiterie MODIFICATION - la chirurgie pancréatique : suture abdominale, inflammation digestive
Devenir
Mise à mort de l’ensemble des animaux. Celle-ci est nécessaire car une analyse histologique du pancréas et ses vaisseaux est nécessaire pour valider les objectifs du projet
Remplacement
Préalablement, des tests basés sur une stimulation mathématique ont permis d’identifier les doses de laser appropriées qu’il faut maintenant tester in-vivo. Le recours à l’animal vivant devient alors indispensable pour suivre l’effet du traitement sur le court et moyen terme, les modèles in vitro sont insuffisants du point de vue scientifique pour envisager des essais cliniques chez l’Homme.
Réduction
Le nombre d’animaux inclus dans ce protocole est un bon compromis entre la puissance statistique et le principe de réduction. Au fur et à mesure de l’avancée du projet, les résultats obtenus sur un vaisseau pourront potentiellement permettre de réduire le nombre d’animaux pour le second vaisseau.
Raffinement
Les porcs sont maintenus en groupe social dans un environnement contrôlé en température et hygrométrie. Ils reçoivent une alimentation adaptée à leurs besoins, de l’eau à volonté, des jouets et dispositifs favorisant leurs comportements naturels, comme le fouissage et mâchouillement. Un temps d’acclimatation avec douches tièdes, promenades et distributions de récompenses permet l’habituation des animaux à l’Homme et aux manipulations. Une équipe compétente, composée de zootechniciens, vétérinaire et médecins, assure au quotidien l’entretien, la surveillance et les soins des animaux. La Structure en charge du bien-être animal accompagne la mise en œuvre des procédures. Avec le vétérinaire désigné, elle conseille les responsables du projet dans l’amélioration de leurs pratiques en faveur du bien-être des animaux et de l’application des 3R. Toutes les interventions (embolisations, contrôles angiographiques, résection) se font sous anesthésie générale avec couverture antalgique. On cherche à prévenir les douleurs par des traitements analgésiques systématiques pré et post-opératoires. Une injection d'antihistaminique précède l’injection de verteporfine afin d’éviter une réaction allergique de l’individu, comme c’est le cas dans certains cas rapportés dans le dossier AMM de cette molécule. Les animaux sont surveillés quotidiennement, une grille d’évaluation de la douleur est établie avec la conduite à tenir en cas de complications. Une vidéosurveillance 24h/24 permet un suivi des comportements en animalerie et une intervention rapide du vétérinaire en cas d’anomalie. Des points limites sont définis pour arrêter la procédure en cas de souffrance.
Choix des espèces
Parmi les différentes espèces animales, le porc est l’espèce de choix pour les approches abdominales et les études impliquant de la chirurgie, en raison de sa grande taille et de ses similitudes anatomiques et physiologiques avec l'homme. . Un jeune porc charcutier de 4 à 5 mois, qui pèse entre 35 à 50 Kg, permet d’avoir un modèle pancréatique pertinent pour réaliser des interventions chirurgicales dans les mêmes conditions que chez le patient (taille des instruments, voies d’abord, ergonomie, orientation…).
Evaluation du métabolisme ruminal et de la digestion chez la vache – MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
16 vaches adultes réformées vont être utilisées, huit dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et huit d'un niveau modéré. Huit d'entre elles subissent deux opérations, une stérilisation par pose d'élastiques sur les pédoncules ovariens d'environ une heure et la pose d'une canule ruminale d'environ deux heures trente. Ensuite, jusqu'à quatre litres de jus de rumen leur sont prélevés par jour, en un à huit prélèvements, trois jours par semaine pendant huit semaines consécutives, et elles restent attachées jusqu'à cinq jours sur sept pour évaluer la valeur nutritionnelle de rations et des solutions censées limiter les émissions de méthane. Le porteur justifie la stérilisation par le fait qu'elle évite l'expression des chaleurs et les chevauchements, "source de blessures au niveau de la canule ruminale", et annonce la réutilisation de huit vaches dans un projet ultérieur sans rien indiquer du sort des autres.
Objectifs
Les ruminants ont un estomac particulier comprenant plusieurs compartiments (rumen, réseau, feuillet, caillette). Le rumen, le plus grand des compartiments, est le lieu de fermentations anaérobies pendant lesquels les aliments riches en fibres (végétaux) sont décomposés par les micro-organismes ruminaux. La dégradation des fibres de la ration entraine la production d’Acide Gras Volatils (AGV). Les AGV sont une source importante d’énergie pour les ruminants. Les micro-organismes du rumen sont également une source protéique. A l'inverse, les micro-organismes ruminaux peuvent parfois détruire certains nutriments présents dans la ration, alors qu’ils sont essentiels à l'animal. Les fermentations ruminales sont également à l’origine de la production de gaz dont le méthane. Cette 1ère étape de fermentation est essentielle et impactante à plusieurs niveaux. Le fonctionnement des microorganismes impliqués reste peu connu et fait toujours l'objet de recherches. Dans un contexte de raréfaction des ressources naturelles, de changements climatiques et de préoccupations écologiques, il est aujourd'hui fondamental d'améliorer nos connaissances sur l'évolution des composants de la ration dans le rumen, afin d'optimiser l'efficacité alimentaire globale des animaux et de minimiser les pertes et les rejets au sein de l'environnement. Le contenu ruminal est un milieu très complexe. La composition précise du « cocktail» de microorganismes présents dans le rumen n’est pas encore connue et donc non reproductible par culture 100% in vitro. Les études in vitro pour étudier les fermentations ruminales sont toutefois possibles et font partie intégrante de ce projet, mais nécessitent des prélèvements de jus de rumen pour apporter les microorganismes afin d’assurer le bon fonctionnement du modèle. Les objectifs de ce projet comprennent l’évaluation, par des méthodes standardisées, de la fermentescibilité et la valeur nutritionnelle des composants de la ration, le suivi du délitement de bolus, l'effet des matières premières et/ou des suppléments nutritionnels sur l'activité fermentaire et la production de produits de fermentation (gaz, AGV, …) et l'effet des composants de la ration sur l'évolution du pH, paramètre essentiel pilotant l'activité fermentaire et participant au confort ruminal de l’animal.
Bénéfices attendus
Les objectifs de ce projet sont multiples et comprennent l’évaluation, par des méthodes standardisées, de la fermentescibilité et de la valeur nutritionnelle des différents composants de la ration, le suivi du délitement de bolus dans le rumen, l'effet des matières premières et/ou des suppléments nutritionnels sur l'activité fermentaire et la production de produits de fermentation (acides gras volatils, ammoniac, méthane..), et l'effet des composants de la ration sur l'évolution du pH, paramètre essentiel pilotant l'activité des microorganismes et participant au confort ruminal de l’animal. Ces différents objectifs permettront d’intégrer des nouveaux composants dans les rations actuelles afin de répondre aux enjeux du changement climatique en terme de limitation des ressources alimentaires et de la concurrence Homme/Animal face à ces ressources, d’élaborer de nouvelles solutions nutritionnelles limitant la production de gaz à effet de serre par les ruminants ou permettant une meilleure valorisation protéique et énergétique des constituants de la ration.
Procédures
Prélèvement de jus de rumen sur animaux vigiles (environ 10 min). Pour les études d’ « évaluation de l’activité fermentaire, au maximum, 4 litres de jus de rumen sont prélevés par jour en 1 à 8 prélèvements durant 3 jours maximum (consécutifs ou non) par semaine soit 5% du volume total du contenu ruminal (80 L en moyenne), permettant une reconstitution rapide du milieu. Ces prélèvements seront faits sur une durée de 8 semaines consécutives au maximum. Après chaque session de prélèvement, une semaine de repos en stabulation libre sur aire paillée / sciure sera réalisée pour les animaux donneurs de jus de rumen. Le maximum d’essai comprenant un prélèvement de jus de rumen sera de 90 sur 5 ans. Administration de composants de la ration ou/et solution nutritionnelle orale ou par la canule sur animaux vigiles. AJOUT : JUSQU’A 8 ANIMAUX SERONT SOUMIS A DEUX OPERATIONS CHIRURGICALES POUR CHAQUE ANIMAL AVEC ANESTHESIE ET ANALGESIE AFIN DE PRATIQUER UNE STERILISATION PAR POSE D’ELASTIQUES SUR LES PEDONCULES OVARIENS (ENVIRON 1H) ET LA POSE D’UNE CANULE RUMINALE (ENVIRON 2H30).
Impact sur les animaux
Le prélèvement de jus de rumen peut induire un stress le temps du prélèvement (environ 10 min) chez certaines vaches. L’introduction et le retrait des sachets peuvent également générer un stress le temps de la manipulation (environ 10 min). Le logement à l’attache sur une période prolongée peut entrainer un stress chez certains animaux. AJOUT : DANS LE CADRE DU RENOUVELLEMENT DU CHEPTEL EXPERIMENTAL, UNE INTERVENTION CHIRURGICALE DE CANULATION RUMINALE ET DE STERILISATION SERA REALISEE. CETTE CHIRURGIE PEUT ENTRAINER UNE DOULEUR POST-OPERATOIRE MODEREE AINSI QU’UN INCONFORT TEMPORAIRE LIE A LA CICATRISATION. UN FAIBLE RISQUE DE COMPLICATIONS EST ATTENDU (INFECTION LOCALE, INFLAMMATION).
Devenir
L’APPLICATION DES PROCEDURES DE CE PROJET N’ENTRAINANT QU’UNE ALTERATION LEGERE OU MODEREE DU BIEN ÊTRE, CES ANIMAUX POURRONT ETRE INCLUS DANS UN NOUVEAU PROJET APRES ACCORD D’UN VETERINAIRE.
Remplacement
A notre connaissance, aucune méthode in vitro fiable excluant totalement l'utilisation d'animaux n'est disponible à ce jour pour permettre l'étude de la dégradabilité des constituants de la ration, du suivi du délitement de bolus dans le rumen et du processus de fermentations ruminales. L’écosystème ruminal est trop complexe, trop peu connu, pour permettre le développement de modèles de cultures cellulaires par exemple. Par principe, les solutions nutritionnelles évaluées dans nos essais sont des propositions innovantes qui n'ont pas encore été évaluées dans la bibliographie. Il n'est donc pas possible de s'y référer ni d'utiliser d’éventuels modèles in silico existants. Le modèle d’animaux canulés du rumen, pour des études in vivo ou in vitro utilisant du jus de rumen est également aujourd’hui considéré comme le plus pertinent pour les études de fermentations ruminales.
Réduction
Pour chaque essai réalisé, le nombre d’animaux utilisé est réduit à son minimum (2 à 4, selon les protocoles). Il existe une variabilité inter individuelle importante chez les ruminants. Les études décrites dans ce projet sont préférentiellement conduites en schéma expérimental de carré latin (chaque animal est son propre témoin, tous les traitements sont testés sur tous les animaux), ce qui permet d’éliminer l’effet « individuel » et de réduire au minimum le nombre d'animaux nécessaires pour permettre de détecter des effets statistiquement significatifs. Le calcul de la puissance statistique du test, prenant en compte une valeur seuil de significativité de 5%, un coefficient de variation moyen du paramètre étudié de 4% et un nombre maximum de 4 individus montre que ce dispositif permet de détecter significativement une différence de 8% entre les traitements, ce qui correspond aux effets que l’on cherche à mettre en évidence. Pour les « sachets bolus », 2 à 3 animaux sont suffisants à la réalisation de ce type d’étude. L’objectif de ces études étant un suivi de la technologie de délitement, aucune analyse statistique n’est nécessaire. Une fois équipés d'une canule ruminale, les animaux peuvent être utilisés dans le cadre de plusieurs études, ce qui permet de limiter le nombre d'animaux à utiliser. Les 8 vaches incluses dans ce projet permettront de réaliser 30 études de dégradabilité des constituants de la ration, 90 études d’activité fermentaire du microbiote ruminal et 5 études de délitement des bolus au cours de ces 5 ans.
Raffinement
Pendant les essais in sacco, les vaches seront logées à l’attache au maximum 5 jours sur 7 et 8 semaines consécutives maximum. Les interactions physiques et visuelles seront possibles entre les animaux pendant toute la période de l’essai. Elles seront logées sur un matelas en caoutchouc (3,07 m2). Au moins 2 jours par semaine, les animaux seront remis en stabulation libre sur aire sciure. Une fois l’essai terminé, les vaches seront logées en stabulation libre sur aire paillée ou sciure pendant une période de repos de 2 semaines minimum. Dans le cadre des études « sachets bolus », les animaux seront logés en stabulation libre sur aire paillée/sciure. Ils seront bloqués au cornadis uniquement lors de la pose et dépose des « sachets bolus » pendant une durée maximale d’une heure. Pour ce type d’essai, 2 à 3 vaches seront utilisées. Un maximum de 5 essais sur 5 ans pourra être réalisé. Après chaque essai, 2 semaines de repos en stabulation libre sur aire paillée / sciure sera réalisée pour les animaux utilisés. Lors des périodes de repos prolongés d’au moins 4 semaines, les vaches peuvent avoir accès à l’extérieur (un retour en essai inclut obligatoirement une période d’au moins 21 jours avec la ration de l’essai). Les prélèvements de jus de rumen pour les essais d’« évaluation des effets des composants de la ration sur l’activité fermentaire » pourront être réalisés en bloquant les vaches au cornadis, pendant une durée maximale de 60 minutes. Le jus de rumen pourra également être prélevé sur des vaches à l’attache, pendant une durée maximale de 60 minutes. Les vaches seront observées et suivies tous les jours par le personnel qualifié. L’ingestion de la ration sera surveillée. Des points limites spécifiques au projet seront définis et appliqués pendant la durée prévue pour ce projet. Pendant toutes les périodes d’études, de la musique douce sera diffusée 7h par jour. Lors du logement sur aire paillée/sciure, des brosses sont également disponibles. Le bâtiment est éclairé en cycle naturel, complété par un éclairage artificiel en journée. AJOUT : POUR LA CANULATION ET LA STERILISATION, UN PROTOCOLE DE SOIN OPERATOIRE ET POST-OPERATOIRE (ANESTHESIE ET ANALGESIE) ADAPTE SERA MIS EN ŒUVRE PAR DU PERSONNEL QUALIFIE ET LE VETERINAIRE. L’INFECTION LOCALE ET L’INFLAMMATION SONT LIMITEES PAR L’UTILISATION D’UN PROTOCOLE DE SOIN OPERATOIRE ET POST-OPERATOIRE ADAPTE REALISE PAR DU PERSONNEL QUALIFIE ET LE VETERINAIRE.
Choix des espèces
Les animaux choisis sont des vaches adultes, pour d’une part correspondre au modèle scientifique de référence, notamment pour les mesures in vivo de dégradabilité ruminale, et d’autre part pour correspondre aux espèces cibles de l’utilisation in fine des solutions nutritionnelles étudiées (vaches laitières ou bovins à l'engraissement), afin que leur métabolisme soit représentatif de ces animaux. LES VACHES SONT DES VACHES ADULTES TARIES ET STERILISEES (AGEES DE 2 A 15 ANS AU DEMARRAGE DU PROJET). Ces vaches sont des animaux réformés, possédant une flore microbienne ruminale stable (contrairement à celle d’animaux en croissance), optimisant ainsi la fiabilité des résultats. AJOUT : LE FAIT QU'ELLES SOIENT STERILISEES PERMET D'EVITER L'EXPRESSION DES CHALEURS, NOTAMMENT DES CHEVAUCHEMENTS QUI PEUVENT ETRE SOURCE DE BLESSURES AU NIVEAU DE LA CANULE RUMINALE.