Mammifères "de rente"

120 porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent une IRM puis une chirurgie du cerveau par stéréotaxie de deux à quatre heures pour implanter des électrodes de stimulation profonde ou injecter des vecteurs viraux, avant d'être mis à mort pour des analyses. Le porteur justifie le recours au porc en invoquant l'"éthique spéciste actuelle" qui interdit ces approches invasives chez l'humain, et conclut à la nécessité de l'animal. Il retient le porc pour la proximité de son cerveau avec celui de l'humain en taille et en structure.

Objectifs

La stimulation cérébrale profonde est une procédure neurochirurgicale souvent pratiquée chez les personnes souffrant de troubles du mouvement. La stimulation interfère avec les signaux pathologiques dans la structure cible (dont le mécanisme n'est pas entièrement compris) pour restaurer les fonctions motrices normales. Cette thérapie a été reconnue comme sûre et efficace pour l'amélioration des symptômes chez les patients atteints de la maladie de Parkinson. Cette méthodologie a été une évolution technique majeure pour le traitement de la maladie et l’intervention chirurgicale est maintenant explorée également pour d'autres conditions, comme l'épilepsie et la dépression. Toutefois le développement de nouvelles sondes de stimulation cérébrale capables d'enregistrer l'activité cérébrale dans les structures cibles pourraient contribuer au développement de nouvelles thérapies chez les patients atteints d’autres affections neurologiques. D’un autre côté, de nouvelles stratégies innovantes basées sur la thérapie génique pourraient également bénéficier aux patients atteints de ces affections. Cette approche utilise des virus modifiés ; ils ont perdu leur pouvoir de se multiplier mais peuvent apporter après modification de leur génome, dans des cellules ou des organes malades, un gène réparé, ou des molécules qui soignent. On parle alors de vecteurs viraux. Pour le cerveau, la voie la plus efficace d’administration de ces vecteurs viraux tout comme la stimulation cérébrale reste l’approche chirurgicale par stéréotaxie. Des études précliniques sont nécessaires pour valider ces outils (sondes de stimulation ou vecteurs viraux) avant de puvoir les utiliser chez les patients. Le projet a donc pour objectif de valider d’une part de nouveaux vecteurs viraux dans le cadre de la thérapie génique et d’autre part de nouvelles sondes de stimulation cérébrale chez le porc. Les deux approches pouvant être combinées en conditions proches de la clinique avant leur utilisation chez l’homme.

Bénéfices attendus

Les études précliniques permettent d’acquérir les premières connaissances sur le comportement d’un médicament ou d’un nouveau dispositif médical, indispensable avant les essais chez l’homme. Le développement de nouvelles techniques sur les animaux visant à améliorer l’impact de la stimulation cérébrale dans les troubles neurologiques sont fondamentaux pour confirmer que les prototypes atteignent les niveaux de sécurité, d’efficacité et d’ergonomie attendus et pourrait permettre à terme de maximiser le temps du patient "en thérapie". Ce projet est mené obligatoirement sur l’animal. En effet, il n’est pas envisageable d’implanter un nouveau dispositif médical ou d’administrer un nouveau composé à l’homme - sain ou malade - compte tenu des risques non connus susceptibles d’apparaître. A terme, nous souhaitons démontrer l’efficacité et la tolérance d’outils de thérapie génique chez un modèle de grand animal, pour demander par la suite une autorisation d’essai clinique chez des patients atteints de maladies neurodégénératives (maladie de Parkinson, épilepsie...).

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : examens d’imagerie non-invasifs par IRM (durée 2-4 heures), une chirurgie stéréotaxique (identique à celle réalisée chez le patient) pour l'implantation, l'enregistrement ou la stimulation d'électrodes intracérébrale ou l'administration de vecteurs viraus de thérapie génique sous imagerie par rayons X (durée 2-4 heures). Des prélèvements pourront être réalisés (sang) lors de l'opération sous anesthésie générale (30 secondes). En fonction du test réaliser, certains animaux pourront avoir une phase de récupération et de répétition, d’une à deux semaines après la chirurgie, de l’imagerie et d'enregistrements electrophysiologiques afin d’évaluer les résultats chroniques de l’intervention réalisée (durée 4-6 heures).

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sont celles associées à la chirurgie ou aux prélèvements biologiques. Pour la chirurgie : stress de l’anesthésie, hypothermie, douleur post opératoire possible, infection au niveau des points de sutures. L’ensemble de ces complications sera pris en charge par une prophylaxie adaptée. Pour les prélèvements (sang, LCR) : stress de la contention et de l’anesthésie, hématome, douleur possible. Bien que les vesteurs viraux pour la thérapie génique soient connus pour leur faible toxicité, une surveillance des paramètres biologiques et comportementaux (anxiété, motricité, etc..) permettra de détecter d'éventuels effets inattendus.

Devenir

A la fin du projet les animaux seront euthanasiés afin de réaliser des analyses ex-vivo, des organes pourront également être proposés à d'autres équipes de recherche.

Remplacement

Ce projet concerne exclusivement une utilisation du porc. Ce recours à l’animal peut se justifier pour plusieurs raisons éthiques : 1) l’éthique « spéciste » actuelle interdit l’utilisation d’approches neurobiologiques invasives chez l’homme, rendant ainsi inaccessible l’étude directe des processus de causalité neurobiologique dans notre espèce (sauf, bien sûr, lorsque ceux-ci sont non-invasifs) ; 2) il n’existe pas encore de modèles mathématique ou in silico valides et réalistes permettant d’étudier ces processus causaux ; 3) Enfin, dans le cadre des modèles de maladies neurodégénératives, l’objectif à terme (bien que non décrit dans le présent projet) est de proposer un modèle animal présentant toutes les caractéristiques (moteur, cognitif) de ces affections qui en tant que telles ne peuvent être étudiées sur des lignées cellulaires (humaine ou animale) ou tout autre modèle in vitro cellulaire ou subcellulaire. De ce fait, le recours à l’animal et tout particulièrement le porc (du fait de sa proximité avec l’homme en termes d’anatomie cérébrale) apparait comme nécessaire en vue de découvrir de nouvelles voies thérapeutiques.

Réduction

Nos modèles sont générés dans le cadre d’une activité pré-clinique sur des composés thérapeutiques ou le développement de nouveaux dispositifs médicaux avec un nombre estimé de 4 études par an, comprenant 6 animaux par étude en moyenne, soit un total de 120 animaux sur 5 ans maximum. Les vecteurs viraux pour la thérapie génique auront été testés préalablement in vitro ou chez le petit animal (rongeur) pour déterminer les doses à utiliser et s’affranchir d’éventuels effets toxiques nécessitant un apport supplémentaire d’animaux. Dans le cadre d’une étude de validation de dispositif médical, la chirurgie implantatoire ne concerne qu’un seul hémisphère cérébral, l’autre hémisphère pouvant être utilisée comme contrôle. Ce qui permet de réduire le nombre d’animaux de moitié. Enfin des mâles comme des femelles pourront indépendamment être utilisés dans nos projets.

Raffinement

Pendant la procédure, les animaux sont maintenus sous anesthésie générale avec une surveillance constante de leurs paramètres vitaux (fréquence cardiaque, pression sanguine, température...). Lors de l'opération, l'hydratation ou la fourniture d'antiarythmiques est assurée en permanence. Pendant l’hébergement, l’animal est placé dans des locaux adaptés, avec les méthodes de raffinement appropriées pour son espèce (groupe social, enrichissement adapté). Le suivi des animaux est quotidien, assurée par du personnel qualifié pour cette espèce sur des critères comme la posture de l’animal, son activité, son interaction, sa nutrition. Cette surveillance permet une intervention rapide auprès du vétérinaire et du responsable de projet pour adapter les soins analgésiques si nécessaire. Si une étape du protocole chronique affecte l’état de santé au point d’atteindre l’un des points limites sans qu’aucune action ne puisse permettre un retour à l’état basal alors le protocole sera interrompu et l’animal mis à mort selon les modalités éthiques. Les volumes de prélèvements de sang sont adaptés au poids de l’animal, et sont réalisé sur animaux sédatés. L’apparition d’hématome au point de prélèvement est surveillée.

Choix des espèces

Parmi les modèles animaux ayant des caractéristiques anatomiques et fonctionnelles proche de l’homme le porc a été retenu car (i) les modèles sont bien décrits et caractérisés et constituent donc une référence dans la communauté scientifique ; (ii) le personnel impliqué dans ce projet possède une expertise établie de la gestion de ces modèles animaux. De plus, l'anatomie cérébrale du porc est proche de celle de l’homme en terme de taille. Il existe de plus une forte homologie entre les structures cérébrales du porc et celles de l’homme ce qui est indispensable dans le cadre de l'étude de la faisabilité de la procédure. Le stade de développement de l'animal est Porc, jeune de 35-40kg environ (environ de 3-4 mois). Au stade défini, la taille et les caractéristiques du cerveau des animaux sont proches de celle de l’homme ce qui permet une évaluation fiable des cibles pour la chirurgie.

24 porcelets vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont infectés par le virus de la gastro-entérite transmissible au moyen d'une inoculation oro-nasale, puis subissent écouvillonnages et prises de sang quotidiens, et sont mis à mort dès l'apparition de la diarrhée et des vomissements pour prélever leurs tissus. Le projet affirme vouloir évaluer si des organoïdes porcins peuvent remplacer l'expérimentation animale, tout en présentant le recours aux porcs comme "indispensable" pour cette validation. Le porteur retient des porcelets de plus de trois semaines parce que l'infection y provoque des symptômes moins sévères que chez les plus jeunes.

Objectifs

Ce projet d’expérimentation animale rentre dans le cadre d’une thèse dont le but est d’analyser l’apport des organoïdes porcins dans l’étude des interactions hôtes-pathogènes. En effet, les organoïdes sont des cellules qui s’auto organisent en 3 dimensions et qui reflètent la diversité cellulaire que l’on retrouve au sein d’un organe. Ces organoïdes grâce à leur structure et leur composition cellulaire pourraient être des méthodes alternatives à l’expérimentation animale. Ils permettraient de réduire l’utilisation des animaux placés en expérimentation et répondre à la règle des 3R qui est Réduction, Remplacement et Raffinement. Le virus de la gastro entérite transmissible (GET) a été choisi comme modèle de pathogène dans notre étude. L’expérimentation animale, qui utilisera 24 animaux, a donc pour but d’avoir des résultats concernant l’expression des gènes mais aussi de la réponse immunitaire et antivirale que l’on retrouve In Vivo, c’est-à-dire chez l’animal. Ces résultats nous permettront de comparer avec ceux retrouvés dans les organoïdes et dans les modèles cellulaires. Ainsi, nous pourrons évaluer si les organoïdes sont de bons modèles alternatifs à l’expérimentation animale, pour l’étude des interactions entre l’hôte et le vGET dans un premier temps et aux différents coronaviroses dans un second temps.

Bénéfices attendus

Les résultats obtenus à partir de l’expérimentation animale au niveau de l'expression des gènes et des réponses immunitaires et antivirale seront comparés aux résultats acquis sur organoïdes et culture cellulaire pour connaître l’apport des organoïdes porcins dans l’étude des interactions hôte pathogène et envisager la possibilité d’une réduction de l’utilisation d’animaux.

Procédures

Les animaux subiront une inoculation par voie oro-nasale. Des prélèvements nasaux, salivaires et de fèces se feront par écouvillonnage et prises de sang seront réalisés une fois par jour pendant quatre jours au maximum.

Impact sur les animaux

Lors des inoculations intranasale et orale, l'animal pourra ressentir une gêne. Lors des prélèvements nasaux et des prises de sang, les animaux devraient ressentir une légère douleur. Les écouvillonages salivaires et de fécès provoqueront une légère gêne chez l'animal. L’infection pourrait engendrer dès le premier jour des symptômes de diarrhées et vomissement. Cependant dès le début des symptômes les animaux seront mis à morts.

Devenir

Les porcs seront mis à morts afin de prélever les tissus.

Remplacement

Le but du projet est d'évaluer si les organoïdes sont de bons modèles expérimentaux pour étudier les interactions moléculaires hôtes pathogènes. Pour cela notre étude comparative doit prendre en compte également le contexte naturel d'infection, le porc, qui représente l'environnement physiologique complet . C’est pourquoi le recours à l’expérimentation animale est ici indispensable pour déterminer si les organoïdes sont de potentielles méthodes alternatives à l’expérimentation dans le cadre de l’étude des interaction hôte-pathogène.

Réduction

Chaque groupe de porcs est constitué de 4 individus ce qui nous permettra d'identifier des gènes qui sont fortement modifiés après infection (la puissance statistique devrait nous permettre de valider ces gènes).

Raffinement

Les animaux seront hébergés en groupes stables à partir du sevrage et tout au long d’un essai avec enrichissement du milieu. Ils auront accès à volonté à de l’eau et à de la nourriture. Une lampe chauffante et une plaque de couchage seront mis à leur disposition. Les animaux feront l’objet d’une surveillance rapprochée afin de déceler la survenue de points limites et d’y remédier.

Choix des espèces

Etant donné que seuls les porcs sont sensibles à l’infection par les virus de la GET et que nous voulons démontrer l’apport des organoïdes porcins, l’utilisation des porcs est indispensable. Utilisation de porcelets de 4 à 6 semaines d’âge pour que les porcelets soient sevrés. De plus, en comparaison avec les porcelets de moins de 2 semaines dont l'infection provoque des symptômes sévères, les porcelets de plus de 3 semaines d'âge bien qu'ils soient toujours sensibles à l'infection au virus de la GET, possèdent une probabilité d'apparition et d'intensité des symptômes (vomissement, diarrhée) plus faibles.

30 porcelets mini-porcs Yucatan vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Séparés de leur mère à deux jours puis isolés en cage individuelle pendant dix-neuf jours, ils reçoivent par un distributeur automatique un lait infantile enrichi ou non en métabolites du lait maternel, pour améliorer les préparations pour nourrissons. Le porteur reconnaît que la séparation maternelle et l'isolement peuvent être une source de stress, tout en affirmant que les porcelets ne montrent aucun stress au-delà des douze premières heures. Il justifie le recours au porcelet par sa proximité physiologique avec le nouveau-né humain, et prévoit la mise à mort de tous les animaux pour prélever tissus digestifs et cérébraux.

Objectifs

Ce projet a pour enjeu l’amélioration des propriétés fonctionnelles des préparations pour nourrissons (PPN) afin de mimer les effets bénéfiques du lait maternel (LM) et de garantir un développement adéquat du nouveau-né. En effet, il reste à ce jour des différences entre le LM et les PPN, notamment concernant les composés bioactifs retrouvés dans le LM peu ou pas présents dans les PPN. Ainsi, ce projet s’intéresse aux métabolites du LM, afin d'évaluer leurs effets sur le développement du nourrisson, particulièrement au niveau des régions digestives et cérébrales. Plus spécifiquement, nous nous intéressons à des métabolites capables d’être produits par des bactéries et dont l’origine au sein du LM peut être bactérienne, issus de la circulation plasmatique maternelle ou produits in situ au sein du LM par la flore résidente. En effet, l’un des objectifs de ce projet est de pouvoir incorporer ces métabolites dans les PPN par procédés fermentaires. Ainsi, 4 groupes de métabolites ont été sélectionnés : acides gras à chaîne courte, polyamines, dérivés du tryptophane et acides organiques. Ces métabolites ont été préalablement testés in vitro sur des modèles cellulaires d'épithélium intestinal et cérébral afin de sélectionner ceux présentant des intérêts fonctionnels et développementaux. Les métabolites sélectionnés seront ainsi étudiés in vivo dans le modèle mini-porcs Yucatan en les incorporant dans des PPN fournies de façon continue des 2 aux 21 jours des porcelets. Nous disposerons de trois groupes de porcelets, un groupe témoin qui recevra une PPN sans métabolites et deux groupes expérimentaux qui recevront des PPN supplémentées en métabolites, à des concentrations proches du LM, par deux procédés distincts ; une supplémentation par des métabolites achetés dans le commerce et une supplémentation en métabolites apportés par fermentation d'une matrice laitière via des souches de bactéries lactiques et propioniques. Ainsi, nous pourrons évaluer l'impact des métabolites sur le développement physiologique intestinal et cérébral du mini-porc et valider que la fermentation d'une fraction laitière est un procédé fiable pour les apporter.

Bénéfices attendus

L’enjeu de ce projet est d’améliorer la fonctionnalité des PPN en s’intéressant aux métabolites du LM pour mimer au mieux les effets bénéfiques de ce dernier sur la santé et le développement du nourrisson. La sélection des métabolites présentant des intérêts fonctionnels et développementaux est en cours de finalisation et se basera sur les résultats obtenus à partir de modèles in vitro d'épithélium intestinal et de neurones cérébraux. Les métabolites d'intérêts appartiennent aux 4 groupes suivant : acides gras à chaîne courte, polyamines, dérivés du tryptophane et acides organiques. Les métabolites sélectionnés seront incorporés aux PPN à des concentrations proches de celles du LM. L’expérimentation sur porcelet, présentant des caractéristiques physiologiques proches du nouveau-né humain, permettra d’évaluer l'impact de l'apport de ces métabolites par voie orale au cours de la période post-natale précoce au sein d'un système plus complexe et intégré que les modèles cellulaires in vitro et permettant également de prendre en compte la présence du microbiote intestinal et les effets que les métabolites peuvent avoir sur ce dernier. Ce projet contribuera à enrichir les connaissances concernant les métabolites retrouvés au sein du LM en vue d’améliorer la composition des PPN et de se rapprocher des propriétés fonctionnelles du LM. Il permettra également de valider que l'incorporation des métabolites par fermentation bactérienne d’une matrice laitière est un procédé pertinent.

Procédures

Les porcelets seront isolés en cage individuelle durant toute la durée du protocole expérimental, de l'âge de 2 jours à l'âge de 21 jours. Chaque cage individuelle est équipée d'un distributeur automatique de lait par lequel chaque porcelet recevra l'un des trois traitements alimentaires du projet de façon contrôlée et adaptée. Les traitements alimentaires fournis sont les suivant : une PPN témoin sans métabolites et deux PPN enrichies en métabolites, l'une par ajout d'une fraction fermentée de matrice laitière et l'autre par ajout direct des métabolites via des produits achetés dans le commerce. Aucun prélèvement biologique, ni intervention chirugicale ne sera réalisé sur les animaux vivants durant la période d’expérimentation. Les paramètres mesurés concerneront la consommation alimentaire et la croissance des porcelets. Tous les animaux concernés par la procédure (n = 30) seront euthanasiés à la fin de l’expérience pour réaliser des prélèvements post-mortem de tissus et contenus digestifs et de zones cérébrales.

Impact sur les animaux

Les métabolites testés sont naturellement présents dans le LM, les concentrations testées sont proches des concentrations retrouvées dans celui-ci et ne présentent pas de danger pour les porcelets. De plus, ces métabolites ont été testés in vitro à différentes concentrations pour identifier leurs propriétés bénéfiques sur l'épithélium intestinal et le système nerveux central. Enfin, la plupart de ces métabolites ont été étudiés sur différents modèles cellulaires et animaux sans effets toxiques notables dans le cadre de problématiques de recherches différentes. Cependant, l'utilisation de PPN "porcinisées" peut entrainer un effet indésirable sur l’appétit des animaux et possiblement provoquer une perte de poids. Néanmoins, la PPN qui sera distribuée aux animaux dans ce projet est identique à la PPN porcinisée utilisée dans un précédent projet qui s'est déroulé de septembre à novembre 2022 et qui n’a engendré aucun problème d’alimentation, ni de trouble digestif chez les porcelets. La séparation brutale de la mère et l’isolement relatif en cage individuelle pendant une période de 19 jours pourraient constituer une source de stress pour les porcelets. Cependant, les porcelets ne subissent pas de stress répétés (une séparation unique et définitive de la mère), ils seront hébergés dans une salle contenant 5 cages permettant des contacts olfactifs et sonores avec leurs congénères et leur environnement sera enrichi avec des jouets, sources d’interaction avec le milieu environnant.

Devenir

Tous les animaux sont concernés par la procédure décrite (n = 30) et ils seront tous euthanasiés à la fin de l’expérience. L'euthanasie des animaux est nécessaire pour récupérer les tissus et contenus intestinaux ainsi que les tissus cérébraux qui seront analysés par des approches de biologie moléculaire, d'histologie et ex vivo, afin de répondre à notre question scientifique.

Remplacement

Le projet s’intéressant à l’impact de l’alimentation sur les fonctions physiologiques et développementales du nourrisson, l’utilisation d’un modèle animal vivant reste indispensable pour une évaluation globale et intégrée de l’effet des métabolites étudiés et de prendre en compte le rôle du microbiote intestinal, qui sont impossible à reproduire dans leurs complexité dans des modèles in vitro. Le porcelet a été choisi pour sa proximité physiologique avec le nourrisson.

Réduction

L’étape in vitro permet de réduire le nombre de métabolites d’intérêt à fournir aux porcelets, métabolites retrouvés au sein du LM et ne présentant pas d’effets négatifs dans les tests effectués (pas de cytotoxicité, pas de perte d’intégrité de l’épithélium, pas d’activité pro-inflammatoire aigüe). Ils seront additionnés à une PPN reconstituée et distribuée sous forme d’alimentation liquide aux porcelets. L’impact des PPN enrichies en métabolites par apport direct ou par fermentation d'une fraction de PPN ou d'une autre matrice laitière à des concentrations proches de celles du LM sera ainsi étudié. Une PPN ne contenant pas de métabolites sera considérée comme la PPN de référence. Un effectif de 10 porcelets par types de PPN soit 30 porcelets au total a été calculé par un test de puissance sur des paramètres étudiés dans d'autres contextes sur ce même modèle, en lien avec des réponses physiologiques. Les données seront analysées statistiquement par des tests ad hoc (analyse de variance multifactorielle) prenant en compte les facteurs traitement alimentaire, sexe, portée et répétition.

Raffinement

Les métabolites testés sont naturellement présents dans le LM, les concentrations testées sont proches des concentrations retrouvées dans celui-ci et ne présentent pas de danger pour les porcelets. Cependant, l'utilisation de PPN "porcinisée" peut entrainer un effet indésirable sur l’appétit des animaux et possiblement provoquer une perte de poids. Néanmoins, la PPN qui sera distribuée aux animaux dans ce projet est identique à la PPN porcinisée utilisée dans un précédent projet qui s'est déroulé de septembre à novembre 2022 et qui n’a engendré aucun problème d’alimentation, ni de trouble digestif chez le porcelet Yucatan. Néanmoins, le poids des animaux sera surveillé pour s'assurer qu'ils n'accusent aucune perte de poids. Les porcelets seront inclus dans le protocole à 2 jours d’âge. La séparation brutale de la mère et l’isolement relatif en cage individuelle pendant une période de 19 jours pourraient constituer une source de stress pour les porcelets. Cependant, les porcelets ne subissent pas de stress répétés (une séparation unique et définitive de la mère), ils seront hébergés dans une salle contenant 5 cages permettant des contacts olfactifs et sonores avec leurs congénères, leur environnement sera enrichi avec des jouets, sources d’interaction avec le milieu environnant, et leur alimentation répond à leurs besoins nutritionnels. L’ensemble de ces éléments, associé à des interactions régulières avec les animaliers, induit un comportement des porcelets qui ne traduit aucun état de stress au-delà des 12 premières heures post-séparation maternelle. De plus, au cours des 12 premières heures qui suivent leur séparation de la mère, les animaliers sont en permanence présents dans les salles.

Choix des espèces

Le mini-porc Yucatan est un modèle animal proche de l’Homme, plus que ne peuvent l'être les rongeurs sur de nombreux aspects tels que la taille, l'anatomie du cerveau avec la présence de circonvolutions cérébrales notamment, l’anatomie de tube digestif, la physiologie digestive, le système immunitaire et le microbiote. S’intéressant à l’alimentation infantile, il est à noter que la dynamique de croissance et de développement des organes digestifs et du cerveau chez le porc nouveau-né est très proche de celle décrite chez le nouveau-né humain. De plus, il s’agit d’un animal omnivore monogastrique, ce qui en fait un modèle très utilisé pour les recherches en nutrition humaine. Enfin, sa taille et sa maturité à la naissance sont compatibles avec un allaitement avec des PPN dès les premiers jours de vie. S’intéressant à l’alimentation infantile, les porcelets inclus dans le protocole seront des nouveau-nés de 2 jours d’âge. Ils seront suivis pendant les trois premières semaines de vie avec une alimentation lactée.

6 porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun subit une chirurgie de l'aine sous anesthésie d'environ une heure et demie, au cours de laquelle deux prothèses de renfort de paroi abdominale sont implantées pour comparaison, avant trois mois d'hébergement puis la mise à mort pour prélever les tissus. L'objet est une preuve de concept in vivo d'une nouvelle prothèse auto-fixante, dernière étape annoncée avant validation, le porteur reconnaissant n'avoir mené aucune approche statistique pour fixer l'effectif. Il affirme qu'il est "nécessaire" de tester le dispositif dans un organisme avec ses organes et ses fluides, impossible à reproduire in vitro.

Objectifs

Les Hernies De Paroi Abdominale (HDPA) sont dues à une déficience de la paroi ou un traumatisme pariétal ou un relâchement d’une cicatrice de laparotomie. Ce sont les pathologies les plus fréquentes de la paroi abdominale (PA). Le seul traitement efficace des HDPA est chirurgical et nécessite l’emploi de prothèses de renfort de paroi (Mesh). Beaucoup de prothèses existent mais il y a une grande disparité dans leur efficacité : taux variable de complications et/ou récidives en partie liées à l’approche opératoire et plus précisément à la méthode de fixation de la Mesh. Aucun consensus n'est établi sur la meilleure méthode de fixation ou de non-fixation. Il a été démontré que la fixation de la prothèse avec des agrafes induit des douleurs post-opératoires plus importantes par rapport à la non-fixation de la Mesh. L’utilisation de ces systèmes de fixations est traumatique et associée à des complications postopératoires précoces et tardives. Ces complications ont conduit les chirurgiens à envisager des méthodes alternatives de fixation atraumatiques de l’implant ( Un modèle innovant de prothèse a été développée et a fait l’objet d’une étude de caractérisation in vitro sur un banc d’essai. Les objectifs de ce projet sont : 1) évaluation du positionnement sans fixation atraumatique de la nouvelle prothèse sur la paroi abdominale 2) tolérance par la paroi abdominale de la présence permanente de la prothèse candidate 3) efficacité du système de fixation mécanique spontanée de cette prothèse comparée à une autre prothèse concurrente à 3 mois de l'implantation chez le porc. La preuve de concept in vivo de ce nouveau type de prothèse permettra d'améliorer la qualité des prothèses curatives et/ou préventives des HDPA.

Bénéfices attendus

Les résultats de cette recherche permettront de répondre à deux critères : 1. la tolérance sur le plan clinique et biologique de la nouvelle prothèse auto-fixante ; 2. l’efficacité de l’attachement de cette prothèse au tissu abdominal mou suffisamment fort lui évitant une migration et/ou le rétrécissement.

Procédures

Les porcs subiront une chirurgie par voie coelioscopique au niveau de l'aine, sous anesthésie, qui devrait durer une heure à une heure et demi. Suite à cette chirurgie, ils seront transportés dans un élevage après 10 à 12 jours. Ils seront ensuite hébergés dans des conditions proches des élevages, sans contraintes particulières. Ensuite, ils seront pesés et palpés au niveau de la zone opérée régulièrement. Ces 2 actes sont de courte durée, pas plus de quelques minutes chacun.

Impact sur les animaux

La chirurgie peut provoquer une douleur et une gêne mécanique au lieu d'intervention.

Devenir

Les animaux sont tous mis à mort pour réaliser des prélèvements de tissu et observer in situ le comportement de la prothèse.

Remplacement

L'objectif de cette étude est de vérifier l'efficacité et la sécurité de la nouvelle prothèse candidate auto-fixante in vivo. Cette prothèse a déjà fait l'objet d'une étude de caractérisation in vitro sur un banc d'essai et doit maintenant être validée in vivo. La preuve de concept de ce nouveau type de prothèse permettra de mettre au point des prothèses auto-fixantes de qualité et efficace dans le traitement des HDPA. Il est nécessaire de tester la prothèse dans un environnement avec les différents organes et les fluides corporels qui ne peuvent pas être reproduit en in vitro. Ce passage sur le modèle animal est la dernière étape de la preuve de concept.

Réduction

6 animaux répartis en 2 groupes de 3 seront utilisés. Ce nombre total a été déterminé pour avoir une représentation juste de la physiologie animale. Etant donné que c'est une preuve de concept, il n'y a pas besoin de plus de 3 animaux par groupe pour obtenir la réponse au questionnement (aucune approche statistique n'a été réalisée). Pour réduire le nombre d'animaux, des tests in vitro ont déjà été réalisés pour la caractérisation de la prothèse candidate. Dans un principe de réduction, il sera implanté sur un même animal les 2 prothèses à comparer pour chaque groupe. Il s'agit d'une preuve de concept, ce faible nombre d'animaux permettra d'obtenir les résultats suffisants pour cette étape du projet.

Raffinement

Après une phase d'acclimatation pour réduire leur stress, les porcs seront opérés par une équipe chirurgicale expérimentée, qui maîtrise les techniques utilisées dans les hôpitaux. Durant toute la chirurgie et en période post-opératoire, la douleur sera prévenue et traitée. L'anesthésie durant l'opration sera suivie, et assortie d'une couverture analgésique. Par la suite, ils seront transportés dans un établissement spécialisé dans les soins de longue durée. Durant tout l'hébergement les animaux seront maintenus en groupes sociaux harmonieux. Ils seront hébergés dans des enclos propres, équipés d'enrichissement, qui leur permet de fouisser, manipuler des objets et se coucher dans des litières sèches. Un suivi quotidien par des équipes spécialisées permettra de suivre tous les signes indésirables, les traiter et els prévenir. Nous privilégions les techniques de renforcement positif pour obtenir la coopération des porcs pendant les pesées, les changements de cage ou les manipulatinos.

Choix des espèces

Les nombreuses similitudes anatomo-physiologiques, qui rapprochent l’organisme du porc à celui de l’Homme, permettent d’obtenir une comparaison fiable des données obtenues et une meilleure compréhension des phénomènes physio-pathologiques étudiés. Le modèle porcin permet une transposition des techniques chirurgicales utilisées en pratique clinique courante chez l'Homme et de démontrer l’efficacité fonctionnelle de la candidat-prothèse de renfort à traiter les hernies abdominales. Les animaux utilisés seront des porcs "à l'engraissement", jeunes sevrés d'environ 30 à 35 kg au début du projet. Il est nécessaire d'attendre que l'animal soit sevré, pour qu’il soit bien protégé sur un plan immunologique et donc moins sujet à diverses pathologies néo-natales. A ce stade de leur croissance, les animaux peuvent plus facilement entrer dans un protocole tel que celui-ci.

54 chèvres en lactation vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis gardées vivantes pour être réutilisées dans une épreuve inflammatoire ultérieure. Chaque animal subit une diète de 48 heures suivie de prises de sang répétées, avec dosages sanguins et laitiers, pour caractériser la réponse métabolique du ruminant laitier. Le porteur affirme que ces modifications biologiques "ne peuvent être étudiées qu'in vivo". Il précise que les chèvres sont habituées aux prélèvements, la mise à mort n'étant prévue qu'en cas de non-récupération de leur santé.

Objectifs

Les changements climatiques impactent les animaux ainsi que les fourrages (Qualité et quantité), l’établissement utilisateur possède des lignes sélectionnées pour leur longévité et résilience au niveau phénotypique. Dans cette saisine nous soumettons les animaux à une épreuve alimentaire qui consiste à substituer une ration standard (foin + concentré) par de la paille pendant 48h. Cette épreuve vise à mimer ce que des chèvres d’élevage pourraient rencontrer à l’avenir Ce changement de régime alimentaire va induire des changements métaboliques au niveau de l’animal, induire un stress transitoire. Les animaux vont mobiliser des réserves. Par cette épreuve alimentaire, nous allons réaliser des prises de sang et de lait préalable à l’épreuve, au cours de l’épreuve et suite à l’épreuve. L’objectif de ces prélèvements est d’identifier des marqueurs biologiques dont la présence serait significative pour identifier des animaux mieux adaptés et plus résilient au sein d’une population. En effet nous souhaitons identifier au sein de nos 54 chèvres qui ont un phénotype longévité plus (LGV+) ou longévité moins (LGV-) des individus ayant montré une meilleur réaction à l’épreuve (perte de poids moindre, diminution de la production laitière moindre, perte d’état corporel moindre) et qui au niveau sanguin et lait contiendrait des marqueurs biologiques d’interet par rapport aux autres. L’objectif est d’identifier ces marqueurs biologiques, de chercher ensuite au niveau génétique des différences. Pour in fine, utiliser ces différences génétiques et phénotypiques en sélection pour les agriculteurs de demain

Bénéfices attendus

A court terme, le projet doit permettre de vérifier que des dosages de certains métabolites du sang (N=7) et du lait (N=13) peuvent prédire la résilience des chèvres à un stress d’origine alimentaire. Ces dosages pourront ensuite être utilisés par les éleveurs pour piloter les pratiques d’élevage (nutrition, soins) et par les organismes de sélection pour améliorer la résilience génétique des chèvres

Procédures

Les animaux sont soumis à des prises de sang en amont de l'épreuve alimentaire (n=5) de 9ml autour de la mise bas sur l'intervalle J-27 à J+14, de prise de sang (n=13) durant l'épreuve alimentaire de J-7 à J+9 et de 3 prises de sang après épreuve alimentaire (en avril, aout et Octobre). Deux prises de sang additionnelles (10 ml) seront nécessaires pour le génotypage des animaux et le dosage de Glycoproteines associé à la reproduction (Pregnancy Associated Glycoprotein= PAG). Soit un volume de sang prélevé inférieur à 140 ml correspondant à moins de 2% du volume total de l'animal sur une période de 15 jours. La prise de sang est effectuée en moins d'une minute et le nombre de prise de sang est de 23 . Les animaux sont soumis à un changement alimentaire de 2 jours (diète à base de paille) avec un retour progressif de l'alimentation contrôle.

Impact sur les animaux

Dans ce projet, nous réalisons des prises de sang. Les chèvres peuvent éprouver un stress léger lors des contentions nécessaires pour les prises de sang. Une nuisance éventuelle serait l'apparition d'hématome suite aux prises de sang effectuées. Par ailleurs, nous proposons dans ce projet une épreuve nutritionnelle transitoire correspondant à une diète de 48h. Les chèvres feront l’objet d’une surveillance journalière pendant toute la durée de la diète et du retour à une alimentation normale (J-7 à J9 ; 15 jours), au moins 2 fois par jour au moment de la traite, et dans leur lot d’élevage, afin de veiller au bien-être des animaux. En cas de manifestation simultanée de plusieurs signes cliniques (animal prostré, isolé, respirant vite, ayant une forte température >41.5°C pendant plus de 2 heures, anorexique) une intervention vétérinaire aura lieu et l’animal sera sorti du protocole si nécessaire. D’après la bibliographie, nous attendons des réductions de poids de 8% en moyenne pendant la période de restriction alimentaire. A ces pertes moyennes, peuvent s’additionner des variations individuelles parfois importantes (écart type = 4.3% ; variations observées entre -1% et -19% ; données personnelle) mais dans tous les cas, toutes les chèvres avaient récupéré 90% de leur poids initial dès 2 jours après la reprise alimentaire. Des pesées et l’évaluation de l’état corporel seront réalisées tous les jours sur la période d’épreuve alimentaire (J- 7 à J9 ; 15 jours). Une perte de poids >15% s’accompagnera d’un retrait immédiat de l’animal du protocole, et celui-ci intégrera l’alimentation contrôle de façon anticipée

Devenir

Tous les animaux seront gardés en vie. Aucune mise à mort n’est prévue, car les chèvres auront recouvré leur état antérieur de santé à la fin de l’essai. Dans le cas, peu probable, d’atteinte des points limites, les animaux concernés seront sorties du protocole et soignés . Dans le cas de non recouvrement de leur santé, la mise à mort sera opérée par le veterinaire sanitaire soit en urgence par un opérateur expérimentés et habilités de la structure. Les animaux sont prévus d'être réutilisés pour une épreuve inflamatoire au minimum 1 mois après l'epreuve alimentaire et selon l’avis de la vétérinaire SBEA.

Remplacement

La réponse suite à la diète nutritionnelle du ruminant laitier implique des modifications biologiques complexes, qui incluent également leur impact sur la production de lait et le métabolisme énergétique qui nous intéressent ici et qui donc ne peuvent être étudiés qu’in vivo

Réduction

Nous demandons une nouvelle saisine pour 54 chèvres. Ces 54 chèvres étaient prévues dans une precedente saisine mais du fait du covid et de changements sur l'etablissement utilisateur , cela n’a pu avoir lieu et nous n’avons pas utilisé ces 54 animaux dans la précédente saisine (autorisant 100 chèvres au total). Cet effectif de 100 se justifie comme suit. Nous voulons observer des différences entre 0.5 et 1 x l’écart type de la valeur du dosage de métabolite. Il s’agit de 7 variables pour des dosages sanguins et 13 variables pour des dosages de lait. Ceci implique que nous ayons entre16 et 63 animaux par groupe (2 lignées LGV+ et LGV-), soit un total de 32 à 126 chèvres. Au vu des possibilités expérimentales nous avons donc proposé d’évaluer 100 chèvres au total sur 2 années. Les analyses statistiques des métabolites s’appuieront sur des analyses de variance, intégrant les effets de l’année (100 chèvres sur 2 années), du jour de mesure et de la lignée. Des classifications non supervisées seront également conduites (ACP, clustering hiérarchique) pour identifier des types de réponse différents, indépendamment de l’appartenance aux lignées.

Raffinement

Les chèvres seront hébergées en groupe, sur une litière paillée. Le milieu sera enrichi avec des brosses et des plateformes en bois. Elles seront nourries à volonté (hors diète de 48h et retour progressif +24h à la ration normale). Les prises de sang réalisées ne nécessitent qu’une contention minimale, les animaux étant habitués à être manipulés. Les prélèvements seront réalisés alternativement à gauche et droite du cou pour ne pas sensibiliser la zone de ponction. Un baume décongestionnant, antiseptique et cicatrisant sera appliqué, en massage sur les veines, en cas de besoin. Un apprentissage aux prises de sang sera mis en place avant la période où la fréquence des ces prélèvements sera élevée, soit durant le mois précédent la diète. Les chèvres feront l’objet d’une surveillance journalière pendant la durée de la diète (48h) et pendant les 7 jours suivants. Des points de limites ont été mis en place -hyperthermie >41,5 °C pendant plus de 2 heures -décubitus sternal -anorexie Un animal presentant 2 des signes suivants sera traité et écarté de l’essai et placé sous surveillance jusqu’à son rétablissement complet. Par ailleurs une perte de poids >15% s’accompagnera d’un retrait immédiat de l’animal du protocole, et celui-ci intégrera l’alimentation contrôle de façon anticipée.

Choix des espèces

L’espèce caprine est l’espèce cible. La physiologie et la réponse métabolique des ruminants sont particulières à ces especes. Nous utilisons des chèvres primipares non gestantes en lactation, afin d’évaluer la réponse à une épreuve nutritionnelle (diete de 48h) mais également l’impact de l’épreuve sur la production de lait et le métabolisme énergétique en phase productive.