Mammifères "de rente"
Biotrauma rénal chez le porc : impact de la ventilation mécanique sur l’inflammation, la perfusion et l’oxygénation régionale rénale à l’aide de l’imagerie couplée IRM-TEP.
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
30 porcs vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie générale, les animaux étant tués avant tout réveil. Après trachéotomie et pose de cathéters, ils subissent 24 heures de ventilation mécanique à réglages volontairement inadaptés, un groupe recevant en plus une instillation d'acide chlorhydrique dans la trachée pour provoquer une détresse respiratoire sévère, avant imagerie IRM-TEP et mise à mort. Le porteur indique que les lésions pulmonaires induites sont irréversibles et incompatibles avec une respiration autonome, ce qui rend selon lui le réveil impossible. Il justifie le recours au porc par une morphométrie proche de l'homme et écarte les organoïdes et cultures cellulaires, jugés incapables de reproduire les interactions entre organes.
Objectifs
La ventilation artificielle est utilisée quotidiennement au bloc opératoire ou en réanimation pour soigner les patients atteints de troubles respiratoires sévères. La ventilation artificielle est aussi responsable d’effets adverses liés à la surdistension exagérée du poumon. Ces effets adverses liés à la ventilation pourraient aussi toucher les deux reins et mener à leur dysfonction. A titre d’exemple, les patients atteints de formes sévères de COVID-19 et traités par ventilation artificielle présentent fréquemment une dysfonction rénale sévère. La tomographie par émission de positons (TEP) est une technique d’imagerie médicale nucléaire qui permet de mesurer l’inflammation rénale et la perfusion rénale (la quantité de sang qui irrigue le rein). L’imagerie par résonance magnétique (IRM) permet d’estimer indirectement l’oxygénation rénale. Nous avons donc la possibilité d’étudier comment l’inflammation, la perfusion ou l’oxygénation du rein est impacté par la ventilation artificielle, et ceci sans avoir recours à la chirurgie. L’hypothèse de notre travail est qu’une ventilation mécanique aux réglages inadaptés est responsable d’une inflammation rénale. Notre objectif est de montrer que des réglages inadaptés du respirateur vont être responsable d’une augmentation importante de l’inflammation rénale.
Bénéfices attendus
Bénéfices à court terme Notre étude pourrait décrire comment la ventilation artificielle vient impacter le fonctionnement rénal normal. Elle est l’étape primordiale pour le développement de nouveaux réglages du respirateur visant à protéger les reins des effets délétères de la ventilation artificielle. Bénéfices à long terme Il existe une réelle applicabilité clinique et de recherche des outils utilisés dans le projet, l’IRM étant disponible dans la grande majorité des centres hospitaliers. En effet, dans le cas où notre étude serait positive, nous voudrions mener une étude chez l’homme dans laquelle nous étudierons les effets sur les reins de différents réglages du respirateur. De plus, la crise sanitaire COVID-19 a mis en avant le besoin urgent de faire progresser et d’accélérer les connaissances sur la ventilation artificielle et les troubles respiratoires graves. Ceci est d’autant plus vrai que l’infection sévère au COVID-19 se complique fréquemment d’un dysfonctionnement des deux reins. Nous devons donc mettre tout en œuvre pour que les facteurs réversibles, incluant les effets délétères induits par le respirateur, soient absolument maîtrisés afin de limiter au maximum ces complications graves.
Procédures
Préparation de l’animal En début d’expérience, une injection dans le muscle des médicaments sédatifs et anti-douleur est réalisée, à l’aide d’une méthode qui permet de ne pas avoir à maintenir l’animal. Au décours de cette injection, l’animal s’endort en moins de 10 minutes. Anesthésie générale Une fois cette injection réalisée et efficace, l’animal est équipé d’une perfusion au niveau de l’oreille. Celle-ci permet de débuter l’anesthésie générale. L’efficacité de celle-ci est immédiate. L’anesthésie générale est maintenue en continue jusqu’à la fin du protocole et la mise à mort de l’animal. Conditionnement de réanimation Une fois sous anesthésie générale, nous réalisons une trachéotomie chirurgicale (ce qui consiste à faire un trou dans la trachée) pour connecter l’animal au respirateur artificiel. Ensuite, nous mettons en place des perfusions dans les artères et veines du cou pour injecter les médicaments et faire les prises de sang, ainsi qu’une sonde dans la vessie pour recueillir les urines. Cette étape dure 60 minutes. Stratégies expérimentales Notre étude évalue l’impact sur les reins de 4 stratégies de ventilation sur poumons sains ou malades détaillé ci-dessous. Ventilation artificielle La ventilation artificielle avec réglages inadaptés (groupe haut volume insufflée, groupe haute pression) est réalisée sous couvert de l’anesthésie générale et n’entraine aucune souffrance à l’animal. Ces stratégies sont appliquées pendant 24 heures. Un des groupes d’animaux reçoit une ventilation conventionnelle, c’est-à-dire avec des réglages similaires à ceux utilisés chez l’homme (groupe contrôle). SDRA expérimental Un groupe d’animal reçoit une instillation dans la trachée d’acide chlorhydrique afin de générer une maladie respiratoire sévère. Ce modèle mime l’inhalation dans les poumons de liquide gastrique acide, qui est une cause fréquente d’admission en réanimation. Ce modèle induit une chute du niveau sanguin d’oxygène. Les animaux de ce groupe ont les mêmes réglages du respirateur que les animaux contrôle. L’induction du modèle est aussi réalisée sous anesthésie générale. Imagerie IRM-TEP Au bout de 24h d’application des stratégies expérimentales, une série d’imagerie médicale IRM-TEP est réalisé chez l’animal, toujours sous anesthésie générale. Cette étape dure environ 2h.
Impact sur les animaux
La première étape du protocole consiste à placer l’animal dans un état de sommeil profond (inconscience de l’animal et maintien de sa respiration sans assistance) à l’aide d’une prémédication. La prémédication est réalisée par l’injection intra-musculaire d’un mélange médicamenteux sans contention de l’animal. La nuisance provient de la piqûre, ainsi que la douleur générée par l’injection du mélange. C’est la seule procédure réalisée alors que l’animal est éveillé. La prémédication permet ensuite la mise en place d’un cathéter dans une veine périphérique du pavillon de l’oreille après administration de la prémédication sédative. Elle peut être responsable d’un saignement facilement contrôlable par une compression veineuse de 10 min. A partir de cette étape, l’animal est maintenu sous anesthésie générale profonde, et ceci jusqu’à sa mise à mort. Les stratégies expérimentales sont testées sous anesthésie générale continue et peuvent se compliquer d’effets indésirables connus en lien avec la ventilation mécanique. Ces complications peuvent mener au décès de l’animal avant la fin du protocole. A aucun moment, l’animal n’est réveillé après l’induction de l’anesthésie générale, et ceci jusqu’à sa mise à mort à la fin du protocole.
Devenir
La mise à mort des animaux en fin de protocole est rendue obligatoire par la nécessité d’évaluer l’atteinte rénale et pulmonaire au microscope. En effet, l’objectif de notre étude est de démontrer les mécanismes responsables de la dysfonction rénale lors de stratégies de ventilation artificielle avec réglages inadaptés, mais aussi d’évaluer comment ceux-ci peuvent être identifiés de façon non-invasive ou in vivo. La preuve de performance de ces techniques d’imagerie ne peut être fait que par leur confrontation à l’atteinte constatées sur l’organe directement visualisé au microscope. De plus, les différentes interventions réalisées durant la procédure ne permettraient pas de réveiller l’animal en fin de procédure car les lésions pulmonaires induites par la ventilation aux réglages inadéquats ou le modèle de SDRA expérimental sont responsables de dégâts pulmonaires irréversibles et très probablement incompatible avec une respiration sans assistance artificielle.
Remplacement
L’utilisation d’animaux vivants permet de reproduire expérimentalement de façon crédible les atteintes respiratoires sévères observées chez l’homme. Le porc est un modèle dont la morphométrie permet l’utilisation de la même technique de ventilation (respirateur artificiel) et les mêmes techniques d’imagerie (IRM-TEP) que chez l’homme. Les alternatives non animales comme l’utilisation d’organoïdes, d’organ-on- a-chip, ou cultures cellulaires ne sont pas retenues car elles ne permettent l’évaluation des interactions inter-organes que nous cherchons à démontrer dans ce protocole.
Réduction
Dans un précédent travail, nous avions montré un doublement significatif de l’inflammation pulmonaire après 4 heures de ventilation aux réglages délétères chez 6 animaux. D’autres auteurs ont observé un doublement de l’expression d’une protéine-cible de l’inflammation dans les reins de porcs soumis à un modèle de dysfonction rénale Sur la base de l’hypothèse que 24h de ventilation à haut volume insufflée induira un doublement de l’inflammation rénale, il faudra 6 animaux par groupe, soit 24 animaux au total. Ce nombre est augmenté de 20% afin de prendre en compte la mortalité attendue, soit un nombre total d’animaux nécessaire de 30.
Raffinement
Les porcs sont prémédiqués par une injection intra musculaire de sédatifs et d’antalgiques, elle se fait sans contention physique en utilisant un prolongateur préconnecté au trocart. Son efficacité est confirmée par la persistance d’une ventilation spontanée, et un animal qui se laisse manipuler sans contrainte physique. Cette prémédication permet la pose de la voie veineuse périphérique. L’anesthésie générale est débutée et maintenue par voie intraveineuse durant toute la durée de la procédure et jusqu’à la mise à mort de l’animal. Elle associe un médicament sédatif (propofol) et un antalgique (fentanyl) puissants. L’efficacité de celle-ci est immédiate et son efficacité est évalué avant paralysie chimique. L’anesthésie général est réévaluée en cas d’efficacité insuffisante, en augmentant sa dose. L’ensemble du conditionnement et des procédures expérimentales est réalisé sous anesthésie générale. La trachéotomie est préférée à une intubation orotrachéale car elle permet d’avoir une occlusion complète de la filière trachéale requise pour éviter les fuites autour du ballonnet. L’initiation de la paralysie chimique (curarisation) est réalisée à la fin du conditionnement, après un période de stabilisation de 30 minutes durant laquelle la qualité de l’anesthésie générale a été confirmée. La curarisation est rendue obligatoire car elle représente le standard de soin chez les patients atteints de SDRA. Une variation de plus de 20% de la tension artérielle, de la fréquence cardiaque et de la température permet la détection d’un défaut de sédation-analgésie sous curares. Une réinjection de sédation-analgésie et une augmentation de la dose continue sont alors administrés le cas échéant.
Choix des espèces
Le porc est un modèle dont la morphométrie permet l’utilisation de la même technique de ventilation (respirateur artificiel) et les mêmes techniques d’imagerie (IRM-TEP) que chez l’homme. Porc mâle ou femelle (proportion 50/50) : le modèle expérimental de ventilation mécanique et de SDRA vise à reproduire l’épidémiologie habituelle observée chez l’humain en réanimation (soit une proportion de femmes de 40%). Stade de développement : 12-14 semaines (30±2 kg). Le stade de développement des animaux correspond à une maturation pulmonaire proche de celle du proc adulte. La taille et le poids des animaux sont compatibles avec une manutention aisée lors des expériences, et est adapté au champ de vue de la caméra IRM-TEP utilisée.
Caractérisation de la dysfonction électro-mécanique du ventricule droit en surcharge de pression dans un modèle d’hypertension pulmonaire chez le porc mâle
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
60 porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des porcelets subissent une chirurgie de cerclage de l'artère pulmonaire pour créer une insuffisance cardiaque droite, avec IRM et prises de sang, puis une sternotomie terminale sans réveil. Le porteur indique des effets possibles comme hémorragie, troubles du rythme et troubles respiratoires. Il affirme que la culture cellulaire ne peut se substituer à l'animal, les retombées thérapeutiques étant renvoyées au terme du projet.
Objectifs
L’hypertension pulmonaire, qu’elle soit idiopathique ou associée à des pathologies respiratoires, est caractérisée par une élévation de la pression artérielle pulmonaire au repos. Au niveau cardiaque, le ventricule droit (VD) tolère mal la surcharge de pression imposée par ces pathologies ce qui conduit rapidement à une détérioration de sa fonction contractile (insuffisance cardiaque droite) qui s’accompagne d’un risque accru d’arythmies. L’insuffisance cardiaque droite demeure la première cause de mortalité chez ces patients mais aucun traitement ciblant le VD malade n’est actuellement disponible. Malgré une forte progression de la prévalence de l’insuffisance cardiaque droite ces dernières années, les mécanismes à l’origine de la dysfonction de ce ventricule demeurent assez mal compris. Ce projet a pour objectif d’identifier les mécanismes impliqués dans la dysfonction électrique et contractile du VD en surcharge de pression chez le porc mâle afin d’identifier de potentielles cibles thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Il n’existe aucun traitement curatif pour l’hypertension pulmonaire et la mortalité chez ces patients provient essentiellement d’une insuffisance cardiaque droite et d’arythmies. Le projet a pour objectif d’identifier des cibles moléculaires impliquées dans la dysfonction électrique et contractile du VD dans ce contexte. A terme, ce projet permettra la mise en place de traitement et une meilleure prise en charge des patients atteints d’hypertension pulmonaire.
Procédures
Les animaux subiront une opération chirurgicale permettant de mettre en place le modèle pathologique de la maladie cardiaque, cette opération est réalisée sur animal anesthésié, la durée de l'intervention sour anesthésie est de maximum 2 heures. L'animal est ensuite réveillé et des tests sont réalisés quelques semaines après afin de répondre à l'objectif du projet. Ces tests consistent en la réalisation d'une IRM cardiaque (examen d'imagerie non-invasif) et d'une prise de sang, ceci est réalisé sous anesthésie générale, durée inférieur à 3 heures. Toujours sous anesthésie générale ; sternotomie médiane, ouverture du péricarde, examen électrophysiologique épicardique : durée anesthésie
Impact sur les animaux
L’opération des animaux induira les effets indésirables identiques à une opération réalisée chez l’Homme, au niveau de l’anesthésie générale, celle-ci peut induire au réveil : hypothermie nausée, tremblements, apathie temporaire. Lors de l’opération (mini-thoracotomie latérale gauche pour tous les animaux et cerclage de l’artère pulmonaire uniquement pour les animaux CAP) les effets indésirables suivants : hémorragie, trouble du rythme cardiaque, hypothermie peuvent être constatés. Les nuisances induites au-delà de la période péri-opératoire peuvent être : une infection de la zone opératoire, et pour les animaux CAP, les effets indésirables liés à la pathologie peuvent être : troubles respiratoires, augmentation du rythme cardiaque, fatigue.
Devenir
La première étape du projet consiste à créer le modèle pathologique de dysfonction ventriculaire droite ainsi que les animaux contrôles appropriés. Leur devenir est de permettre l’étude du remodelage électrique et mécanique du ventricule droit dans ce contexte. Il est donc nécessaire pour cela que l’ensemble des animaux soient gardés en vie et soient soumis à la deuxième étape qui a pour objectif de réaliser des examens de suivi des animaux à différents temps. La deuxième étape, vise à caractériser l’état pathologique des animaux cerclés par rapport aux contrôles, mais également à permettre à posteriori de corréler les modifications hémodynamiques, contractiles, et structurelles aux modifications électrophysiologiques relevées in vivo puis ex vivo. Il est donc nécessaire d’euthanasier les animaux à la fin du projet pour permettre des expérimentations ex vivo/in vitro plus approfondies.
Remplacement
L’utilisation d’animaux est la seule façon de répondre aux objectifs du projet car elle permet de reproduire de façon fiable la situation pathologique humaine dans sa globalité. La culture cellulaire ne peut se substituer à l’utilisation d’animaux dans le cadre de notre projet car les cardiomyocytes adultes se dédifférencient rapidement en culture entrainant une modification de leurs propriétés électrophysiologiques. D’autre part, les études menées in vivo et ex vivo permettent d’obtenir des informations spatiotemporelles liées à la structure 3D du myocarde pouvant influencer l’électrophysiologie et non accessibles sur des cultures cellulaires.
Réduction
Le nombre d’animaux prévu (N=60 sur 3 ans) a été déterminé par calcul statistique afin d’évaluer le nombre minimal d’animaux nécessaire à la mise en évidence des effets de la pathologie de façon robuste. Pour répondre également à la réduction du nombre d’animaux, les expérimentations in vivo seront réalisées sur les mêmes animaux que ceux prévus pour les expérimentations ex vivo/in vitro. D’autre part, les expérimentations in vitro seront réalisées par plusieurs chercheurs à partir des mêmes cœurs pour limiter l’utilisation des animaux.
Raffinement
Les mesures de raffinement sont mises en place tout au long du projet. Dès leur prise en charge au laboratoire. Des observations biquotidiennes seront réalisées en post-opératoire pendant 4 à 10 jours. Ensuite, un suivi quotidien sera réalisé par des personnes formées, compétentes et soucieuses du bien-être animal, basées notamment sur l’apparence physique externe, le comportement (sociabilité, appétit) et les réponses comportementales aux stimuli externes (peu enclin aux manipulations, tentative de fuite). Ces contrôles permettent de repérer tout animal en souffrance, d’en avertir le responsable du projet et de prendre les mesures appropriées. Les animaux sont hébergés dans un environnement adapté pour réduire l’angoisse des animaux, dans des locaux adaptés, en groupes sociaux avec un enrichissement adapté à l’espèce : jouets (ballons, chaînes,…) changés régulièrement. La procédure expérimentale est réalisée par du personnel qualifié et expérimenté permettant un temps interventionnel réduit au maximum sous anesthésie générale avec une prise en charge adaptée de la douleur (analgésie). Tout constat d’un mal-être est remonté au responsable du projet et au vétérinaire délégué pour des examens approfondis et traitements adaptés. Si la douleur, la souffrance et l’angoisse ne pouvaient être réduites à leur minimum), une décision d’interruption d’expérimentation sera prise.
Choix des espèces
Parmi les différentes espèces animales, le Porc a des paramètres physiologiques cardiaques comparables à ceux de l’Homme. De plus, la fonction cardiaque de l’Homme et du porc sont très proches sur le plan hémodynamique et électrophysiologique (contrairement aux rongeurs). Enfin, la croissance rapide du porc permet la mise en place progressive de la surcharge de pression dans notre modèle, représentant un modèle de la pathologie humaine plus réaliste. En début de la procédure expérimentale, des porcelets de moins de un mois, de 10 kg en moyenne, seront inclus. La croissance rapide des cochons (poids attendu à 4 mois post-chirurgie de 65-85 kg) va permettre la mise en place progressive de la pathologie d’intérêt. Ces paramètres correspondent à ce qui se passe chez l'Homme, et donc cela permet de répondre à l'objectif du projet.
Dégénérescence discale et médecine régénératrice du disque intervertébral : injection de nanocapsules lipidiques chargées en miARN chez un modèle ovin
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
36 brebis vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Sous anesthésie générale, on leur injecte des nanocapsules dans les disques intervertébraux, avec suivi par IRM pendant six mois, puis mise à mort pour analyse des disques. Le porteur indique une douleur modérée transitoire après l'injection et précise recourir à des animaux réformés destinés à l'abattoir. L'objectif est d'évaluer un traitement des lombalgies avant d'éventuelles études chez l'humain.
Objectifs
Les douleurs lombaires chroniques fréquemment rencontrées chez l’Homme concernent des sujets de tous âges. Le coût de leur prise en charge représente 240 milliards d’euros par an pour la totalité de l’UE. Toutefois, le tribu payé par l’individu malade reste le plus important : les lombalgies sont une cause majeure d’incapacité et de morbidité dans le monde. Le contributeur majeur de ces douleurs lombaires est la dégénérescence des disques intervertébraux (40%), appelée lombalgie discogénique. Le disque intervertébral (DIV) joue un rôle essentiel d’amortisseur dans la biomécanique de la colonne vertébrale. Il subit un processus dégénératif progressif inévitable au cours du temps (vieillissement), qui, lors de dégénérescence discale, est accéléré. Les DIV concernés sont alors plus rapidement altérés, avec pour conséquence une modification de la biomécanique vertébrale et une lombalgie discogénique. Aujourd’hui, aucune option thérapeutique disponible ne permet de ralentir l’évolution de cette maladie. Les traitement préconisés sont symptomatiques : physiothérapie, médicaments antidouleurs ou même chirurgie pour les patients les plus atteints. Les traitements chirurgicaux reposent sur l’exérèse totale du DIV incriminé : les procédures restent très invasives et s’accompagnent le plus souvent d’une convalescence longue et de risques de complications. A plus long terme, une instabilité vertébrale et une aggravation de l’atteinte des DIV adjacents sont souvent observées, aboutissant à des rechutes. L’amélioration des connaissances autour de la physiopathologie discale à l’origine des douleurs lombaires offre aujourd’hui de nouvelles opportunités de traitement. Il s’agit en particulier des approches de médecine régénératrice qui ont pour objectif de restaurer le tissu discal en modifiant la machinerie cellulaire à l’aide de miARN (petites molécules d’acide ribonucléique). C’est dans ce contexte que ce projet a pour objectif de démontrer l’innocuité et l’efficacité d’une injection intradiscale de nanocapsules lipidiques (LNC) renfermant des miARN chez des individus ovins (modèle animal spontané de dégénérescence discale), avant de pouvoir envisager des études cliniques chez l’Homme. L’efficacité thérapeutique sera évaluée contre placebo pour trois concentrations croissantes de miARN, pour un volume d’injection et une concentration en LNC constants : 36 animaux seront répartis en 4 groupes de 9 individus.
Bénéfices attendus
La dégénérescence discale (vieillissement prématuré des disques intervertébraux jouant le rôle d’amortisseurs entre les vertèbres) est responsable de 40% des lombalgies. Actuellement, il n’existe pas de solution thérapeutique permettant de stopper l’évolution de cette maladie ni de restaurer un disque intervertébral (DIV) fonctionnel. Les patients les plus atteints, pour lesquels la physiothérapie et l’administration d’antalgiques ne sont pas suffisantes, peuvent bénéficier d’une intervention chirurgicale au cours de laquelle le DIV incriminé est retiré. Les conséquences d’une telle chirurgie sur la biomécanique de la colonne vertébrale ne sont pas négligeables et les DIV adjacents sont alors d’autant plus sollicités, avec une aggravation de leur atteinte. Le projet que nous menons aspire à développer une nouvelle alternative thérapeutique qui pourrait être proposée aux patients atteints de lombalgie discogénique à des stades précoces, afin de restaurer un fonctionnement cellulaire permettant la synthèse de fibres de collagène et le maintien de l’hydratation du DIV, paramètres indispensables pour qu’il joue son rôle biomécanique. Il ne s’agirait plus de traiter les dégâts causés par la maladie (douleurs, hernie discale) mais de stopper son évolution voire de restaurer un DIV complètement fonctionnel. A court terme, cette expérimentation doit permettre d’évaluer l’innocuité de la procédure mini-invasive décrite (injection intradiscale sous contrôle radioscopique de nanocapsules lipidiques renfermant des molécules de miARN). A moyen terme, elle doit permettre d’évaluer l’efficacité d’une telle injection dans des DIV atteints de dégénérescence discale, et de choisir la dose de miRNA optimale véhiculée par les nanocapsules lipidiques. Et enfin, à long terme, elle doit permettre d’envisager plus rapidement la mise en place d’études cliniques chez l’Homme, l’obtention de résultats encourageants chez un modèle animal spontané représentant un tremplin non négligeable.
Procédures
Chacune des 36 brebis sera manipulée 4 fois pour des soins réalisés systématiquement sous anesthésie générale ou des examens/prélèvements post-mortem : - le premier jour (durée de l’anesthésie = 2h) : radiographies et IRM du rachis lombaire, injection intradiscale des nanocapsules lipidiques dans 3 disques intervertébraux (DIV) lombaires sélectionnés par randomisation. Les animaux sont répartis en 4 groupes de 9 animaux : un groupe placebo (nanocapsules lipidiques vides) et 3 groupes avec des nanocapsules lipidiques renfermant des miARN à trois concentrations différentes. - M1 et M3 (durée de l’anesthésie = 1h) : radiographies et IRM du rachis lombaire - M6 : euthanasie des animaux, radiographies et IRM du rachis lombaire (les DIV étant des tissus non vascularisés, leur aspect à l’IRM reste inchangé pendant plusieurs heures après la survenue de la mort), prélèvement de la totalité des DIV du rachis lombaire (nombre variant entre 6 et 7 selon les brebis) Par ailleurs, les animaux seront soumis à un examen clinique quotidien pendant toute la durée de l’expérimentation, sur leur site d’hébergement (pas de déplacement prévu pour les animaux). L’examen clinique se fait dans un premier temps à distance (temps mis à profit pour que les animaux s’habituent à la présence humaine) puis de manière rapprochée et individuelle (quelques minutes par animal, sans douleur).
Impact sur les animaux
La procédure décrite ici ne fait appel à aucun geste particulièrement douloureux. L’injection intradiscale par voie transannulaire (injection au sein du noyau pulpeux, élément central du DIV, à travers l’anneau fibreux, élément périphérique du DIV) se fait de manière percutanée (procédure mini-invasive correspondant à un geste de radiologie interventionnelle) et sous anesthésie générale. Une douleur modérée transitoire peut être ressentie par les animaux dans les jours qui suivent l’injection. Le risque infectieux lié à l’injection intradiscale est très faible.
Devenir
L’euthanasie des brebis aura lieu au 6ème mois après le début de la procédure, c’est à dire à l’issue des 6 mois de suivi par imagerie médicale et à la fin de la procédure expérimentale. Cette euthanasie est indispensable afin de pouvoir réaliser les analyses histologiques et immunohistochimiques prévues sur l’ensemble des DIV des brebis concernées par l’expérimentation (216 à 252 DIV au total). Ces analyses permettront d’identifier les modifications résultant des injections intradiscales du nouveau médicament évalué par ce projet, tant au niveau cellulaire que moléculaire (informations non disponibles par imagerie médicale).
Remplacement
Ce projet correspondant à une étude préclinique d’évaluation de l’innocuité et de l’efficacité d’un nouveau médicament in vivo, il n’existe pas d’alternative à l’utilisation de l’animal. Toutefois, nous avons choisi de faire appel à des animaux de production réformés destinés à l’abattoir (élevage laitier) plutôt qu’à des animaux élevés spécifiquement pour l’expérimentation animale. Toutes les étapes de développement des nanocapsules lipidiques renfermant des miARN ont été réalisées in vitro, sans utilisation de l’animal.
Réduction
A l’IRM, le degré d’atteinte d’un DIV atteint de dégénérescence discale est évalué par la détermination du score de Pfirrmann (valeur allant de I à V). Nous souhaitons pouvoir mettre en évidence, entre chacun des 4 groupes (1 groupe placebo et 3 groupes avec une concentration croissante en miRNA), une différence de 1 point dans la valeur moyenne du score de Pfirrmann. Pour cela, après analyse statistique, chaque groupe doit être composé de 27 DIV. En injectant des nanocapsules lipidiques dans 3 DIV lombaires d’un même animal (sélection des DIV recevant une injection de nanocapsules lipidiques par randomisation), nous réduisons le nombre total d’individus utilisés : 9 animaux par groupe, soit 36 animaux au total (108 DIV recevant une injection intradiscale, analyse histologique de 216 à 252 DIV au total). De plus, la méthode de suivi choisie (par imagerie médicale et ne faisant appel qu’à une euthanasie terminale) limite également le nombre d’animaux utilisés (par comparaison avec des procédures où des animaux seraient euthanasiés à chaque temps de suivi). Tests statistiques : Nous avons prévu de comparer des moyennes entre chacun des 4 groupes.
Raffinement
Conditions d’hébergement : Les animaux sont stabulés en groupe dans des conditions similaires à leur hébergement en élevage. Ils ont accès librement au foin et à l’eau (ad libitum). L’alimentation est complétée par des granulés spécifiques (Terrena, France) et par des pierres à lécher (apport en minéraux). Les animaux bénéficient d’un suivi individuel quotidien pendant toute la durée de l’expérimentation : examen clinique et évaluation de la douleur/inconfort selon une grille adaptée à l’espèce ovine : intégration dans le troupeau, comportement à l’approche de l’opérateur, appétit et rumination, vigilance, posture (debout, couchée), port de tête à l’arrêt et en déplacement, aspect et posture au niveau du dos et des membres postérieurs, confort global (addition sur une grille de 1 à 10). Prévention de la douleur : De façon générale, la gestion de la douleur per- et post-opératoire suit les règles de l’analgésie multimodale associant l’administration de molécules antalgiques et le recours à l’anesthésie locorégionale. Un examen clinique sera fait quotidiennement par un vétérinaire pour déceler toute complication post-injection.
Choix des espèces
L’espèce ovine est un modèle spontané de dégénérescence discale. Les similitudes avec l’Homme concernent la physiopathologie de cette maladie, les anomalies détectées à l’IRM au niveau des disques intervertébraux (DIV) atteints et l’évolution clinique. Ainsi, la brebis est un modèle classiquement utilisé en médecine régénératrice du DIV. Par ailleurs, la taille des animaux facilite la réalisation des injections (taille relativement proche de celle de l’Homme) et leur hébergement en stabulation est aisé (contrairement aux porcs par exemple). Chez l’Homme comme chez la brebis, la sévérité de l’atteinte des disques intervertébraux lors de dégénérescence discale n’est pas corrélée à l’âge des individus. Nous avons choisi de travailler avec des animaux adultes âgés de 3 à 7 ans (animaux réformés destinés à l’abattoir du fait de problème de production de lait) afin de nous assurer que des lésions de dégénérescence discale seront identifiées à l’IRM chez chacune des 36 brebis de l’étude, sans que d’autres affections liées à l’âge n’interfèrent avec leur santé.
Impact de l’acidose ruminale sur le microbiome digestif de la vache laitière et étude des mécanismes inflammatoires déclenchés
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Bien-être animal
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
14 vaches laitières vont être utilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis rejoindront le troupeau de l'établissement. On leur provoque une acidose ruminale par un régime riche en amidon, avec prélèvements par fouille rectale, prises de sang et sondage gastro-oesophagien. Le porteur indique que les prélèvements peuvent provoquer une gêne ou une souffrance et qu'aucun modèle in vitro ne reproduit ce désordre. L'objectif inclut des recommandations d'usage de probiotiques en élevage.
Objectifs
Explorer in vivo l’effet de l’acidose ruminale et l’impact de levures probiotiques au-delà du rumen sur le pathobiome fécale (ensemble des microbes (incluant leurs génomes) susceptibles de provoquer une maladie - cela inclut les agents pathogènes spécialisés et opportunistes) et des marqueurs de l’inflammation. Le suivi du pH ruminal, de la rumination et du comportement alimentaire nous permettont également de caractériser le bien-être de l’animal. Enfin, nous évaluerons l’intérêt de prélèvements dans la cavité buccale pour représenter l’environnement ruminal (microbiote notamment).
Bénéfices attendus
Le projet permettra de mieux comprendre l’impact d’un désordre digestif sur la prévalence de pathogènes à risque pour l’animal mais aussi de pathogènes responsables de zoonoses chez l’Homme, via une approche de métagénomique. Par ailleurs il permettra de décrire l’effet et les modes d’action d’une supplémentation en levure probiotique, via l’alimentation, au-delà du rumen et ce jusqu’au lait ce qui permettra de mieux définir des recommandations d’utilisation de ces additifs en élevage. Un effort sera particulièrement apporté au niveau de l’analyse du lait, avec mesure du profil en acides gras, de la caséine, et de premiers essais de purification d’exosomes du lait dont les compositions peuvent varier en situation de challenge alimentaire. Les méthodes développées dans le cadre de cette expérimentation sont susceptibles d’être appliquées en situation d’élevage. Les recherches conduites dans cet essai devront permettre d’identifier des marqueurs périphériques au rumen qui devraient faciliter le diagnostic de l’Acidose Ruminale Sub Aigüe (ARSA) sur le terrain et d’objectiver son impact sur la santé et le bien-être des animaux. Les résultats de cette étude pourront être disséminés via les écoles vétérinaires, les lycées agricoles, les écoles d’ingénieurs et pourront être directement utilisés par les techniciens d’élevage.
Procédures
Les animaux seront soumis pendant une semaine à une modification de régime alimentaire susceptible d'entraîner l'apparition d'acidose chronique. L'objectif du projet étant de monitorer les modifications du microbiote digestif et des marqueurs de l'inflammation de l'animal, nous réaliserons des prélèvements de fèces par fouille rectale (n=8) , des prises de sang à la veine caudale (n=6) et des prélèvements de liquide ruminal par sondage gastro-oesophagien (n=5). L'ensemble des prélèvements dure moins de 10 minutes par animal.
Impact sur les animaux
L’acidose ruminale chronique ou subaiguë (ARSA) est un désordre digestif fréquent chez les bovins en production laitière, induisant notamment une acidification du contenu ruminal. Il est attendu que les animaux éprouvent ce désordre, mais sans atteindre le stade clinique de la maladie, via le monitoring du pH ruminal. Si une baisse anormale du pH ruminal et/ou une altération du comportement alimentaire au-delà des seuils rapportés pour l’acidose ruminale sub-aigue étaient observées, l’arrêt de la distribution du granulé riche en amidon et le retour immédiat à un régime classique seront décidés. Par ailleurs, une gène ou une souffrance pourra être ressentie par les animaux lors de la mise en oeuvre des prélèvements (sondage gastro-oesophagiens, prélèvements de fèces et prises de sang)
Devenir
Etant données la sévérité et la fréquence des procèdures inclues dans le projet, il n'est attendu aucune gêne, stress ou souffrance résiduelle chez l'animal à la fin de l'expérimentation. Les animaux pourront donc rejoindre le reste du troupeau de l'établissement utilisateur et retrouver les conditions de logement, d'alimentation et de vie classique du troupeau laitier.
Remplacement
L’acidose ruminale chronique ou subaiguë (ARSA) est un désordre digestif fréquent chez les bovins en production laitière. Aucun modèle in vitro / in silico n’est actuellement disponible permettant de reproduire de façon fiable et précise ce désordre. L’évaluation de solutions de prévention du risque d’ARSA, comme les probiotiques, doit se faire chez l’animal afin de démontrer leur efficacité et ainsi pouvoir les recommander en élevage.
Réduction
Il s'agit d'un projet exploratoire visant à identifier des biomarquerus d'ARSA facilement utilisables en condition de terrain et réduisant le stress et la douleur liés aux prélèvements (remplacement du prélèvement de contenu ruminal par sondage par des biomarqueurs prélevables dans d'autres comportiments, tels que les fèces, le sang ou le lait). D'après notre expérience concernant la variabilité individuelle du microbiote, notamment ruminal, et les résultats de tests statistiques préliminaires, le nombre d'animaux recrutés (2 lots de 7 vaches laitières) est réduit au maximum, sans compromettre la mise en évidence de différences statistiques entre les deux lots. Ce nombre est par ailleurs justifié au regard de données de la littérature, rapportant l'utilisation de 6 à 8 vaches par lot dans un design experimental comparable.
Raffinement
Les conditions de logement des animaux en stabulation répond aux exigences réglementaires et va même au-delà grâce à des équipements pemettant un confort optimum des vaches (matelas, brosses) et un suivi fin de leur santé et de leur bien-être (outils d'élevage de précision). Le recours a des procédures faiblement invasives, mises en oeuvre par du personnel formé et habitué à ces prélèvements, assure que ceux-ci se feront dans les meilleures conditions possibles pour les animaux. Cet essai a également pour but d'évaluer l'intérêt de la mesure de paramètres non invasifs dans le lait ou dans la cavité buccale, ou de la mesure du comportement alimentaire qui pourraient être considérés comme marqueurs de l'ARSA et/ou de l'effet bénéfique de la solution microbienne testée. De ce point de vue le projet est également respectueux de la règle des 3R puisque la mesure d'indicateurs non invasifs pourrait à terme remplacer les mesures susceptibles d'altérer le bien-être de l'animal.
Choix des espèces
L’acidose ruminale chronique ou subaiguë (ARSA) est un désordre digestif fréquent chez les bovins en production laitière. Aucun modèle in vitro / in silico n’est actuellement disponible permettant de reproduire de façon fiable et précise ce désordre. L’évaluation de solutions de prévention du risque d’ARSA, comme les probiotiques, doit se faire chez l’animal afin de démontrer leur efficacité et ainsi pouvoir les recommander en élevage. L’acidose ruminale chronique n’est pas une pathologie mais un désordre digestif fréquent chez les bovins en production.
Etude de faisabilité d’anastomoses colorectales par guidage échoendoscopique après intervention de type Hartmann (résection colique et colostomie terminale) sur modèle porcin
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
16 cochons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. On leur pratique une chirurgie pour interrompre la continuité digestive et créer une stomie, puis un rétablissement par voie endoscopique ou chirurgicale, avant prélèvement des tissus. Le porteur reconnaît que des simulateurs existent pour apprendre la pose des prothèses, mais juge le modèle animal indispensable pour le suivi dans le temps. La première phase sert aussi à la formation d'internes de chirurgie.
Objectifs
Environ 4000 patients sont opérés annuellement en France d’une intervention de Hartmann, dont 80% par chirurgie ouverte, souvent dans le dans le cadre de l’urgence, pour diverses pathologies entraînant une lésion du côlon. Cette intervention consiste à retirer la partie du côlon lésée. La partie basse, le rectum, est refermée (et reste en place dans l’abdomen), et le côlon, en partie haute est relié à l’extérieur du corps via une stomie pour l’évacuation des selles. Cette intervention est généralement réalisée dans le cas où les risques de complications sont trop importants pour réaliser dès la première chirurgie la connexion entre le côlon et le rectum (anastomose). La stomie pratiquée est théoriquement temporaire et le rétablissement de la continuité digestive se fait dans un second temps qui va néanmoins nécessiter une nouvelle opération en chirurgie ouverte. Cependant, compte tenu de la fragilité des patients, moins d’un patient sur deux sera candidat à cette opération, avec des risques supplémentaires. Très récemment, l’endoscopie digestive a permis dans diverses indications de réaliser des anastomoses digestives par voie endoscopique. Cette technique d’anastomose endoscopique a été largement évaluée dans les maladies de l’intestin grêle ou de la voie biliaire principale. Devant le caractère invasif de cette opération de rétablissement de continuité digestive, et avec les progrès des techniques d’écho-endoscopie (échographie sous endoscopie) thérapeutique, les objectifs de ce projet de recherche sont : - De créer un modèle expérimental de colostomie temporaire (intervention de Hartmann) - D’évaluer la faisabilité des anastomoses colorectales par voie endoscopique, au moyen de prothèses permettant l’apposition du côlon et du rectum - De définir les facteurs pronostiques de succès et d’échec de la technique d’anastomose colorectale endoscopique - De comparer la faisabilité et l’efficacité des anastomoses colorectales réalisées en fonction de deux techniques : écho-endoscopie versus chirurgie Par ailleurs, au sein de ce projet, la première phase de chirurgie (intervention de Hartmann), étant une pratique relativement courante, elle pourra également permettre la participation d’internes de chirurgie. Ceci sera fait avec la participation d’un médecin sénior, ce qui permettra de l’inclure dans leur cursus de formation pédagogique chirurgicale.
Bénéfices attendus
Il s’agit d’une étude pilote in vivo sur modèle expérimental animal portant sur la faisabilité d’une nouvelle technique mini-invasive. Les perspectives sont l’établissement d’un protocole standardisé de la réalisation endoscopique d'anastomose colorectale, avant d'envisager en cas de succès une plus grosse série d'animaux. Cette seconde cohorte permettra de définir plus précisément les facteurs de succès et d’échec de la technique, afin d’identifier quels patients humains pourront par la suite entre candidats à un rétablissement de continuité par endoscopie. Les impacts attendus et les perspectives sont multiples : il s’agit en priorité de pouvoir proposer, après réalisation d’une expérimentation prospective chez l’homme en cas de succès, à des patients aux antécédents lourds une prise en charge moins invasive, et de limiter le risque de ré-intervention pour sténose ou fistule anastomotique.
Procédures
Les animaux seront tous soumis à une procédure chirurgicale destinée interrompre la continuité digestive et à créer la stomie (durée 1h-1h30). Un lot d’animaux sera ensuite traité par voie endoscopique (durée 40 min environ), l’autre lot le sera par voie chirurgicale (1 heure environ).
Impact sur les animaux
Du stress et de l’angoisse peuvent être présents. Une stomie sera pratiquée (abouchement du côlon à l’extérieur du corps), qui sera effectuée en position ventrale plutôt que latérale pour limiter la gêne pour l’animal. Une mise à jeûn des animaux ainsi qu’un lavage intestinal (par prise de médicament) doit être effectuée pour réaliser les manipulations dans les meilleures conditions en limitant les risques pour l’animal. Des risques de blessures entre individus sont envisagés en post-opératoire, notamment au niveau des sutures. Une surveillance particulière sera effectuée ainsi qu’une possibilité d’isolement le temps de la cicatrisation.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure à des fins d’analyse des tissus traités pour rétablir la continuité digestive.
Remplacement
Des modèles de simulation (virtuel, mécanique ou sur organe isolé) existent pour apprendre la technique de pose des prothèses utilisées dans ce projet. Cependant, l’objectif étant l’étude de la faisabilité de cette procédure, cela nécessite un suivi dans le temps, et ainsi l’utilisation d’un modèle animal est indispensable.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit au minimum concernant les procédures les mieux maitrisées (3 anastomoses colorectales manuelles et 3 anastomoses mécaniques). La participation d’internes de chirurgie (sous la surveillance de médecins séniors) pendant la première phase chirurgicale leur permet de se former aux techniques évoquées précédemment sur un modèle vivant utilisé en formation et ce, sans utilisation d’animaux supplémentaires.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans le respect du bien-être animal. Les animaux seront gardés pendant une période d’acclimatation de 2 jours minimum entre leur entrée dans l’animalerie et leur première entrée en procédure. Ils seront suivis quotidiennement et leur état de santé sera évalué tout au long du protocole expérimental. Leur environnement sera enrichi (ballon, jouets divers ) pour leur permettre d’exprimer des comportements normaux. Dans la mesure du possible, les animaux seront hébergés par groupes stables afin de favoriser les interactions. Les protocoles chirurgicaux se feront sous anesthésie générale et analgésie. L’analgésie pourra accompagner l’animal en post-opératoire pour éviter toute souffrance inutile.
Choix des espèces
Le porc est un modèle animal dont l’anatomie digestive est particulièrement proche de l’anatomie humaine. Il constitue le modèle de référence pour la formation et la recherche depuis de nombreuses années. Animaux âgés de 3 à 6 mois à leur arrivée afin qu’ils présentent une corpulence suffisante pour l'utilisation du même type de matériel que pour un humain adulte.
Evaluation non invasive des marqueurs inflammatoires et d’ischémie dans un modèle ovin d’auto-transplantation utérine
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
40 brebis vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance déclaré modéré. Trente-trois subissent une autogreffe de l'utérus puis une seconde opération sans réveil quatre jours plus tard, les sept autres servant de témoins avec la même chirurgie. Le porteur décrit les risques de cette chirurgie longue, hypothermie, douleurs et hémorragie interne, et un hébergement seul de quatre jours en post-opératoire. Le projet cherche des marqueurs sanguins de rejet du greffon utérin, le porteur qualifiant le modèle ovin de "meilleur modèle animal" et le recours à l'animal d'"indispensable".
Objectifs
Deux études préliminaires ont permis de démontrer la faisabilité, puis la maitrise de la greffe utérine chez la brebis. La mise en évidence de marqueurs sanguins reflétant un défaut de fonctionnalité de l’utérus, et en particulier un état inflammatoire important, permettrait de modifier les modalités de surveillance et de mettre en place une stratégie préventive et thérapeutique pendant la chirurgie et en post opératoire afin d’optimiser la réussite de la transplantation. A ce jour, la surveillance repose sur les biopsies répétées du col de l’utérus sources d’inconfort, d’hémorragie et d’infections. L’identification de marqueurs sanguins permettrait de remplacer cette méthode invasive. De plus, cette approche pourrait permettre de mettre en évidence des marqueurs ayant un intérêt similaire dans des situations de greffe d’autres organes. Nous nous proposons de comparer l'impact de deux solutés de préservation d’organe sur la survie du greffon à court terme dans un modèle d'auto-transplantation chez la brebis. Cet objectif sera évalué au travers de 4 paramètres: 1) Évaluation de l'expression de marqueurs de l'inflammation et d’absence de circulation sanguine dans la muqueuse de l’utérus à J4 de la transplantation, par l'analyse de l'expression de 90 gènes connus impliqués dans l'inflammation, 2) Comparaison de l'expression des protéines exprimées dans la muqueuse utérine à J4 de la transplantation entre les deux solutés testés 3) Par une approche immunologiques utilisant des anticorps, analyse de la localisation de protéines dans la muqueuse utérine du groupe contrôle et des deux groupes expérimentaux, 4) Évaluation de la corrélation entre les paramètres précédents, l'analyse histologique et l'état clinique du greffon en fonction du soluté de préservation d'organe utilisé.
Bénéfices attendus
Le succès des premières greffes utérines chez l'l’humain suggère une demande potentiellement croissante pour une telle intervention. On estime globalement que 4000 à 5000 femmes en France pourraient être candidates à une greffe utérine dans l'avenir. L'équipe de recherche collabore dans ce travail avec l'équipe de l'hôpital travaillant sur un essai pilote évaluant la faisabilité, l'efficacité et la sécurité de la greffe utérine à partir de donneurs vivants apparentés pour 10 patientes avec une malformation congénitale caractérisée par l’absence d’utérus et d’une partie du vagin (syndrome de Rokistanski). La première greffe utérine en France a été réalisée en Mars 2019 et a abouti à une naissance vivante par césarienne en février 2021. En transplantation utérine humaine, le diagnostic de rejet du greffon est réalisé sur des analyses de tissus à partir de prélèvements répétés du col de l’utérus qui contribuent à générer des microtraumatismes tissulaires. Identifier des marqueurs non invasifs indiquant la bonne circulation du sang et l’absence d’inflammation pendant et après transplantation de l'utérus permettrait de limiter les interventions traumatisantes et de mettre en place une stratégie thérapeutique pour assurer la réussite de la transplantation.
Procédures
33 brebis subiront une procédure chirurgicale d'autogreffe et seront réopérées sans réveil 4 jours plus tard. 7 brebis témoins subiront une procédure chirurgiale similaire mais sans greffe pour servir de témoins et seront réopérées sans réveil 4 jours plus tard.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables sont liés à une chirurgie longue : risques d'hypothermie, douleurs, difficultés à se lever et se déplacer, diminution du transit digestif et de l'appétit. Les effets indésirables comprennent aussi les risques inhérents à toute chirurgie abdominale : risque d’infection, risque de plaie digestive, risque de plaie vasculaire ou de rupture des sutures vasculaires avec hémorragie interne. En postopératoire, les brebis sont hébergées seules dans un box dédié et sous surveillance humaine. Cet hébergement, de 4 jours, est nécessaire pour le suivi d’ingestion alimentaire et le suivi de la reprise du transit digestif. Mais aussi pour éviter l’arrachage du cathéter et une blessure au niveau de la suture par une congénère.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés par injection de pentobarbital en IV sous anesthésie générale. L’utérus sera prélevé afin d'évaluer l'expression de marqueurs de l'inflammation et corréler ceux-ci aux analyses histologiques du greffon en fonction du soluté de préservation d'organe utilisé.
Remplacement
Ce projet vise à évaluer de manière non invasive des marqueurs inflammatoires et de mauvaise circulation sanguine lors d'une greffe utérine. L'utilisation d'un modèle animal est indispensable car il n'existe aucun modèle alternatif permettant de reproduire les réactions complexes d'inflammation suite à une greffe d’organe entier.
Réduction
Les chirurgies de greffe utérine sont réalisées en autotransplantation, ce qui évite de recourir à un animal donneur. Le nombre d'animaux nécessaire est donc divisé par deux.
Raffinement
Pour limiter le risque d’hypothermie, les brebis seront installées sur un tapis chauffant pendant toute la chirurgie. La température corporelle, la fréquence cardiaque et la saturation pulsée en oxygène (SpO2) de la brebis seront également monitorées durant la chirurgie. Un cathéter sera posé pour administrer en continu une solution physiologique pour maintenir une bonne hydratation de l’animal. Cette voie, permettra également l’injection régulière d’analgésiques pendant l’opération. Ce cathéter sera conservé pendant les 4 jours post opératoire pour éviter de piquer l'animal plusieurs fois lors de prélèvements sanguins ou de l'administration d'analgésiques. En début de post opératoire, la température corporelle de la brebis sera contrôlée et maintenue grâce à des lampes chauffantes. Durant les 4 jours de post opératoire, les brebis seront sous surveillance permanente. La gestion de la douleur sera suivie par scoring des mimiques faciales basé sur des critères décrits dans la littérature. Si le score de la douleur est supérieur à cinq, cela justifie la mise en place d’une analgésie adaptée Le suivi des constantes physiologiques sera réalisé plusieurs fois par jour (température corporelle, fréquences cardiaque et respiratoire, glycémie),. Une analyse sanguine quotidienne (hématologie, biochimie et gaz du sang) permettra d’adapter les traitements. Le confort des cages de post opératoire sera renforcé par l’ajout de tapis, qui permettent de maintenir l’animal dans un environnement sain et facilitent les premières levées de l’animal et ses déplacements. Après la première phase de post opératoire, deux cages seront jumelées afin de permettre à l’animal d’avoir plus d’espace d’exercice. De plus, des enrichissements lui seront proposés (brosse, ballon, râtelier à foin, ambiance musicale). Afin de favoriser la reprise de l’appétit de l’animal, une alimentation variée lui sera proposée régulièrement (eau, foin, granulés, herbe, salade) en fonction de ses goûts et sera contrôlée par des pesées systématiques des quantités distribuées et consommées. Si le niveau d'inconfort/de douleurs ainsi que l'altération de l'état général de l'animal est constaté malgré les traitements analgésiques, l’animal sera euthanasié.
Choix des espèces
L'avantage de la brebis dans la recherche sur la transplantation, comparativement aux autres espèces qui ont été testées, est que le bassin est plus large et que l'anatomie de la vascularisation ressemble aux vaisseaux pelviens humains. Le modèle ovin a été défini dans la littérature internationale comme le meilleur modèle animal pour la recherche sur la greffe utérine. Utilisation d'adultes à maturité sexuelle, ayant mis bas deux fois. Ce modèle permet d'avoir un utérus qui a deja fait preuve de sa fonctionnalité et des vaisseaux de calibre optimal, car une brebis ayant eu plus de deux gestations ) pourrait présenter des veines de trop gros calibres (varices).
Evaluation de l’efficacité d’un ingrédient naturel sur l’inflammation intestinale du porcelet
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
24 porcelets vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. On leur induit par voie orale une inflammation intestinale se traduisant par une diarrhée, avant de prélever l'ensemble du système digestif. Le projet évalue un ingrédient naturel censé limiter cette inflammation après le sevrage et réduire le recours aux antibiotiques. Le porteur indique vouloir croiser ces résultats avec un modèle de cellules intestinales in vitro pour, à terme, réduire ou supprimer le recours aux animaux.
Objectifs
L’objectif du projet est d’une part de valider un modèle d’inflammation intestinale par voie orale sur le porcelet puis d’utiliser ce modèle pour évaluer l’efficacité d’un ingrédient naturel sur l’inflammation. L’objectif est d’autre part de mettre en parallèle ces résultats avec ceux déjà obtenus in vitro sur modèle de cellules intestinales porcines afin de construire un modèle pharmacologique permettant de limiter les études sur animaux.
Bénéfices attendus
Dans la production porcine, le sevrage précoce et brusque est un événement très stressant obligeant le porcelet à s’adapter rapidement à des changements drastiques (changements brusques du régime alimentaire, séparation de la mère, nouvel environnement, etc.). Ces évènements ont des conséquences négatives sur la santé intestinale du jeune porcelet, ce qui augmente la susceptibilité aux maladies et entraîne également une diminution des performances. Au niveau intestinal, le sevrage induit en effet une dégradation de la barrière intestinale. La production incontrôlée de molécules inflammatoires contribue à influencer négativement l’intégrité intestinale et donc la barrière avec par exemple modifications de la perméabilité aux macromolécules, du transport des nutriments et des ions. La composition du microbiote intestinal est également affectée et l'association avec l’inflammation intestinale locale peut entraîner une expansion de bactéries pathogènes intestinales qui se traduit par l’apparition de diarrhée phénomène classique en post-sevrage pouvant conduire à l’utilisation d’antibiotiques. L'utilisation de molécule naturelle pourrait permettre de diminuer l'utilisation d'antibiotique et l'amèlioration du bien-être de l'animal.
Procédures
Il n' y a pas d'intervention sur animaux vigiles pendant la durée des procédures. Les prélèvements seront réalisés sur animaux non vigiles.
Impact sur les animaux
L’objectif est d’induire une inflammation digestive modérée. Elle pourra se traduire par l’apparition de diarrhée légère chez l’animal. Ce type de diarrhée n'a pas d’impact fort sur le comportement et/ou la consommation d’aliment et d’eau des porcelets.
Devenir
L'ensemble du système digestif doit être prélevé pour pouvoir évaluer l'effet protecteur de l'ingrédient.
Remplacement
L’objectif des procédures expérimentales nécessitent l’utilisation d’animaux pour valider les résultats obtenus in vitro et déterminer les doses à appliquer in vivo. En effet il n'est pas possible de simuler dans les tests in vitro (culture cellelaire intestinale) la réponse de l'organisme à l'inflammation intestinale et donc de modéliser la réponse physiologique. L'étude permettra de corréler les réponses obtenus in vitro et in vivo afin de pouvoir identifier les manques du modèle in vitro. A terme l’objectif majeur est de réduire ou de supprimer le modèle animal
Réduction
Un nombre minimal de porcelets a été calculé en tenant compte de l’amplitude de réponse attendue sur l’expression des gènes et de la variabilité de la réponse, en effectuant un calcul statistique du nombre de sujet nécessaire. Ces calculs nous ont permis de fixer un nombre d'animaux par groupe et qui au total représente un nombre de 24 animaux.
Raffinement
Les porcs seront hébergés en box individuels. Cependant, les cloisons entre les box permettent un contact visuel, olfactif et tactile (groin à groin) entre porc voisin. Des jouets seront mis à disposition : balle et/ou rouleau et/ou jouets à macher suspendus. Les animaux seront observés quotidiennement. Des points limites et critères d’arrêt ont été définis afin de permettre une intervention rapide sur les animaux
Choix des espèces
La problématique de ce projet concerne la gestion des diarrhées chez le porcelet en post-sevrage. Le porcelet d’élevage est donc l’espèce cible retenu pour réaliser ce projet. Stade de développement : sevrage. Ces porcelets seront âgés de 28 jours et pèseront environ 8.5 kg. L’âge de 28 jours du porcelet correspond au passage de l’allaitement vers la phase sevrage de l’animal. La problématique de ce projet concerne la gestion des diarrhées chez le porcelet au stade de développement "sevrage". Ce stade est choisi car il représente une période de stress importante pour le porcelet d’élevage. En conséquence nous avons choisi ce modèle pour réaliser ce projet et améliorer le bien-être des animaux durant cette phase de sevrage
Effet des différentes isoformes et analogues de kisspeptine sur la reproduction de la brebis
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système urogénital
56 brebis vont être utilisées dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger et modéré, puis réutilisées. Une partie subit une ovariectomie et la pose d'implants sous anesthésie, la pose de cathéters dans la jugulaire et de nombreux prélèvements sanguins, jusqu'à vingt-huit ponctions pour certaines. Le projet teste des analogues de kisspeptine pour maîtriser la reproduction des animaux d'élevage sans traitements hormonaux. Le porteur présente cette voie comme répondant aux attentes sociétales et affirme que la reproduction, mécanisme complexe, ne peut être étudiée que dans un organisme entier.
Objectifs
Actuellement, la maîtrise de la reproduction des animaux d'élevage repose principalement sur la stimulation de l'ovulation par des hormones. Des systèmes considérés plus « naturels », tel l'effet mâle, sont aussi utilisés mais leur efficacité est moindre. Pour différentes raisons, ces deux approches ne répondent pas de façon satisfaisante aux attentes sociétales (absence de contaminant dans les produits consommés et de pollution de l'environnement) et à celles des producteurs (efficacité et rentabilité). Nous avons, dans un projet précédent, développé des analogues à partir d’un neurotransmetteur endogène, la kisspeptine (Kp) comme piste originale pour réduire voire éliminer l’utilisation d’hormones. Ce neurotransmetteur joue un rôle clé dans la stimulation de la reproduction, mais son instabilité métabolique, et par conséquent sa durée d'action trop courte, empêche son utilisation sur le terrain. Nous avons donc conçu et synthétisé des analogues avec une durée d'action plus importante que la molécule naturelle.
Bénéfices attendus
Le présent projet vise à étudier l'effet de différentes formes de Kp humaine sur la fonction de reproduction des brebis. Les bénéfices attendus sont donc 1) comprendre la différence d'effet de différentes isoformes de Kp entre deux organismes, 2) mettre en place une forme de Kp optimale pour stimuler la reproduction de la brebis et 3) in fine, développer un outil permettant de maitriser la reproduction des animaux d'élevage (notamment ici, la brebis). De façon plus globale, ce projet vise à élaborer une stratégie d’élevage des animaux de rente avec une meilleur prise en compte du bien être animal et des attentes sociétales en supprimant les traitements hormonaux et en trouvant des alternatives aux traitements actuellement mis en place et éthiquement contestables.
Procédures
- Ovariectomie et pose d’implant d’estradiol sous anesthésie générale sur 17 brebis - Retrait d’implants d’estradiol sous anesthésie générale sur 17 brebis - Pose et dépose de cathéters dans la veine jugulaire sur animal vigile : 1 seule fois sur 35 brebis, et 2 fois chez 17 brebis - Prélèvements de sang sur animaux vigiles par ponction de la veine jugulaire : 1/ 20 à 28 prélèvements de 2mL (40 à 56mL de sang) respectivement sur 10 ou 14 semaines + 25 prélèvements sur 23h + 14 prélèvements sur 14 jours (28mL au total). 2/ 24 prélèvements sur 10h pour 17 brebis
Impact sur les animaux
La kisspeptine est une molécule employée a de nombreuses reprises dans notre laboratoire dans le cadre de projets antérieurs. De plus, le peptide et ses effets sont très bien décrits chez les mammifères, et notamment chez les ovins. En termes de manipulation des animaux, les chirurgies, injections et prises de sang sont des manipulations maitrisées par le laboratoire et réalisées par du personnel expérimenté. D'après notre expérience, suite à une injection aigüe de kisspeptine aucune nuisance ou effet indésirable n'est observé. Cependant, des effets peuvent être observés, notamment suite à l'ovariectomie ou la pose des cathéters, des douleurs, perte de poids et perte de mobilité peuvent apparaître.
Devenir
Certains animaux auront été ovariectomisés, soumis à l'implantation d'un cathéter dans la jugulaire et injectés avec des isoformes de kisspeptine avec une durée de vie courte (de l'ordre de quelques minutes/heures), les animaux pourront alors aisément être réutilisés. D’autres animaux auront uniquement été soumis à l'implantation d'un cathéter dans la jugulaire et reçu des injections d'analogues à courte durée de vie (de l'ordre de quelques heures) les animaux pourront alors être réutilisées dans le cadre d’un autre protocole.
Remplacement
La reproduction est un mécanisme physiologique intégré extrêmement complexe qui ne peut être étudié que par une approche in vivo. Il en est de même pour toutes les études visant à la contrôler. Notre niveau de connaissances actuelle est largement insuffisant pour espérer mettre en place par exemple une approche de modélisation informatique afin de prédire comment le système répond à un stimulus donné ou pour une quelconque approche de substitution, comme des cultures cellulaires, capable de reproduire les phénomènes complexes d’intégration qui ont lieu au niveau de l’organisme entier.
Réduction
Notre protocole expérimental a été mis en place de sorte à réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés. A la lumière des études publiées dans le domaine et de notre expérience, il nous sera nécessaire de constituer des groupes de 7 animaux par traitement. Dans le souci de réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés ainsi que le nombre d'injections et de prise de sang réalisées sur chaque animal, nous prévoyons de tester plusieurs molécules par animal à minimum 3 jours d'intervalle. Cet intervalle de temps permettra de laisser le temps aux molécules injectées de ne plus être détectable dans le sang et de pouvoir tester la molécule suivante sans crainte d'avoir une interaction avec la molécule précédente. Chaque groupe test d'une forme de Kp (composé de 7 animaux) sera comparé avec un groupe contrôle (composé de 17 animaux répartis sur chaque série de test) pour assurer la validité scientifique et la puissance statistique nécessaire.
Raffinement
Nous raffinerons chaque procédure dans le but de réduire au maximum l’inconfort, la douleur ou l’angoisse subie par les animaux. Les animaux seront hébergés en groupe et seront également en groupe lors des procédures afin de minimiser au maximum le stress lié à la contention dans des cages individuelles qui sont souvent employées pour ce genre de procédures. Ils auront un accès ad libitum à l’eau et la nourriture, et recevront une médication appropriée en cas de douleur ou d’inconfort. Les méthodologies utilisées dans le cadre de ce projet ne dépasseront pas une douleur de classe modérée et nous mettrons en œuvre tout notre possible afin de garantir le bien-être de l’animal en lui apportant les soins adéquats en fonction des besoins. Dans cet optique, les animaux seront visités au moins une fois par jour avec contact direct ou non (sans réalisation de procédure), permettant l'habituation de l'animal à l'expérimentateur et un suivi du bien-être des animaux. Un suivi journalier sera mis en place tout au long de la période d'expérimentation pour évaluer l'état de bien-être des animaux en s'assurant que les points limites ne soient pas atteints.
Choix des espèces
La brebis est un modèle largement utilisé pour l’étude de la reproduction chez les animaux d’élevage et nous pouvons nous baser sur une littérature très riche sur ce modèle. Nous avons choisi d’utiliser la race Ile de France pour les brebis parce que c’est le modèle sur lequel nous avons obtenu nos résultats précédents et parce que c’est une race d’élevage d’intérêt économique important. Adulte pour étudier un animal sexuellement développé avec un axe gonadotrope actif.
Ponction d’ovocytes équins en vue de fécondation par ICSI
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
49 équidés, des juments, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis réutilisés. Chaque jument subit des ponctions d'ovocytes par voie transvaginale échoguidée sous sédation et anesthésie, à raison de douze femelles par an. Le projet vise à comparer des milieux de culture commerciaux pour augmenter le taux d'embryons transférables et, selon le porteur, répondre à une demande croissante des éleveurs tout en optimisant les coûts de production. Il affirme être obligé d'utiliser cette espèce pour améliorer les rendements de la filière équine.
Objectifs
L'objectif de cette étude est donc de tester et comparer des milieux commerciaux prêts à l'emploi de développement embryonnaire in vitro. Le but étant d'augmenter le taux d'embryons transférables après la période de culture in vitro qui n'est actuellement pas plus de 30% dans les laboratoires utilisant des milieux "faits maison". Ainsi nous pourrons répondre à une demande de plus en plus importante de la part des éleveurs français tout en essayant d'optimiser un maximum les coûts de production.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont : - d'augmenter le pourcentage d'embryons transférables après la phase de développement embryonnaire in vitro - et ainsi diminuer les séances de ponction pour une jument mise à la reproduction avec cette technique
Procédures
12 femelles/an seront soumises à un prélèvement d'ovocytes par ponction transvaginale échoguidée entre les mois de mars et de juillet, période de cyclycité des juments. Les prélèvements se font sur animal debout analgésié et anesthésié. La durée de la procédure est de 30 à 45 minutes par animal.
Impact sur les animaux
Très peu d'effets indésirables rapportés dans la littérature. Moins de 3% des juments présentent de la fièvre les jours suivant la ponction. La fièvre peut être traitée par un anti-inflammatoire non stéroidien. 0,8% des juments présente des saignements dans la cavité abdominale qui peuvent être traités par de l'acide tranexamique (action anti hémorragique). D'après une étude récente, il n'y a pas de complications après ponctions folliculaires chez la jument lorsque l'acte est réalisé dans des conditions d'hygiène irréprochable. L'étude a été menée sur 66 juments et les ponctions étaient réalisées par des vétérinaires non expérimentés dans la ponction folliculaire.
Devenir
Chaque jument prélevée sera ensuite placée dans un paddock en sable (à proximité de ses congénères) et surveillée jusqu'à l'absence d'effet visible de la sédation (locomotion normale, réactivité face au test de clignement à la menace). Elle pourra ensuite rejoindre le troupeau.
Remplacement
Notre objectif est de développer et améliorer une technique de production in vitro d'embryons équins par ICSI. Le développement de cette technique peut se faire en partie avec des ovocytes collectés sur des juments abattues dans des abattoirs commerciaux. Toutefois, les résultats obtenus avec des ovocytes collectés dans les abattoirs ou in vivo par ponction folliculaire sont parfois différents. Notre objectif étant de produire des embryons à partir de femelles en carrière sportive ou de femelles subfertiles, nous devons mettre au point et améliorer nos techniques sur des ovocytes collectés in vivo par ponction, sans abattage des animaux. Les embryons équins seront transférés dans des juments receveuses car il n’existe pas actuellement de système in vitro permettant le développement embryonnaire au-delà de 8 jours.
Réduction
Le lot est constitué sur le nombre minimal d'animaux nécessaires pour l'obtention d'embryons. Douze femelles seront utilisées par an pour les séances de ponctions. On peut espérer obtenir un embryon transférable, à la fin de la période de développement in vitro, par séance de ponction au début du projet. Avec l'expérience ce nombre devrait augmenter.
Raffinement
L'étude sera menée en minimisant le nombre de procédures par animal. Afin de réduire la douleur, la souffrance et l'angoisse, les animaux seront manipulés dans le calme, en présence du personnel qu'ils connaissent et dans leur environnement habituel. Les femelles soumises aux ponctions recevront un traitement à base de sédatifs, d'analgésiques, d'anti-inflammatoires et d'antibiotiques. Ce traitement sera précisé dans la description des procédures. Les animaux seront surveillés tout au long des procédures et après les procédures afin d'écarter tout problème avant leur remise en troupeau.
Choix des espèces
Notre objectif étant d'améliorer les rendements de production et développement in vitro d'embryons équins grâce à l'ICSI afin de répondre aux attentes de la filière équine française , nous sommes obligés d'utiliser cette espèce pour notre projet. Nous utiliserons des femelles adultes, pubères et cycliques pour collecter les ovocytes de bonne qualité, aptes à être fécondés. Nous utiliserons des femelles jeunes (moins de 10 ans), cycliques pour assumer le développement embryonnaire et la gestation jusqu'au stade 25 jours. A 25 jours l'activité cardiaque peut être visualisée lors d'un examen gynécologique. Cette activité est gage de bon développement embryonnaire et viabilité de l'embryon au départ.
Evaluation de l’efficacité et de l’innocuité de nouvelles technologies en robotique chirurgicale
- Recherche appliquée
- Cancers
- Maladies animales
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles urogénitaux
Cochons : 105
121 animaux non-humains vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 16 chiens et 105 porcs. Les porcs subissent des interventions chirurgicales pouvant durer jusqu'à six heures sous anesthésie profonde, puis sont tués sans réveil du fait des lésions provoquées dans plusieurs organes, alors que les chiens, opérés lors de procédures présentées comme non délabrantes, sont réutilisés ensuite. Le projet vise à mettre au point des plateformes robotiques d'ablation tumorale et de biopsie destinées d'abord à la chirurgie humaine. Le porteur affirme choisir le porc et le chien pour leur proximité anatomique avec l'humain et décrit un modèle qu'il juge indispensable pour valider l'efficacité in vivo.
Objectifs
Le projet a pour objectif le développement de plateformes robotiques destinées à l'oncologie interventionnelle (ablations tumorales), au diagnostic (biopsies) et/ ou à des interventions osseuses, par voie percutanée. Les objectifs principaux des plateformes robotiques sont: - d’atteindre très précisément les tumeurs afin de s’assurer que ces dernières seront bien détruites en limitant au maximum la destruction de cellules saines environnantes. - de cibler très précisément des tumeurs de très petite taille afin de disposer d'outils diagnostics fiables et performants (biopsies sous IRM par exemple) pour une prise en charge précoce. - de pouvoir ponctionner l'os ou y délivrer une substance (ciment osseux par exemple) de façon précise
Bénéfices attendus
Les plateformes robotisées proposent une atteinte très précise et sécurisée des tumeurs / tissus par voie percutanée. Couplées à une modalité d'imagerie CT-scan ou IRM, elles offrent un vaste panel d'utilisations, tout en élargissant le nombre de patients pouvant bénéficier de ces traitements mini-invasifs. Principalement destinées à l'utilisation en oncologie / chirurgie humaine, elles pourront également être utilisées en médecine vétérinaire et ainsi améliorer la prise en charge des animaux de compagnie. Une plateforme robotique a d'ores et déjà pu être mise au point et installée en centre anticancer pour le traitement de patients avec tumeurs des organes abdominaux.
Procédures
Les animaux sont soumis à des procédures chirurgicales: 1) insertion de cibles synthétiques (intervention non systématique) - par laparotomie, sous anesthésie: durée env. 30min - par voie percutanée, sous contrôle echographique, sous anesthésie: durée inférieure à 15 minutes 2) procédure chirurgicale robotique: - chez le Chien, la durée d'anesthésie totale sera plafonnée à 3h, et limitée autant que possible à 2h30, afin d'assurer une récupération optimale aux animaux. La procédure chirurgicale ne pourra donc pas excéder ces temps. - chez le Porc, la procédure pourra durer jusqu'à 6h, les animaux n'étant pas réveillés, et placés sous anesthésie profonde et analgésie adaptée. Ces procédures longues permettent d'évaluer un maximum de paramètres sur un seul animal et donc de réduire le nombre d'animaux utilisés.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables pour les animaux sont liés à la réalisation des chirurgies pour l'insertion de cibles syntéthiques dans les organes par laparotomie: risque d'inconfort lié à la cicatrice, stress lié à l'isolement post-opératoire.
Devenir
Les porcs sont mis à mort sans réveil à l'issue de la procédure de chirurgie robotisée, du fait de la durée d'intervention et des essais effectués, qui peuvent entrainer des lésions dans différents organes. La procédure effectuée sur chiens est non délabrante et les animaux pourront être réutilisés après la procédure soit sur le même projet, soit sur un projet différent ou lors d'activités pédagogiques.
Remplacement
Les tests in-vitro (tests réalisés sur un fantôme et sur pièces anatomiques/cadavres) précédemment réalisés ont permis de vérifier et valider plusieurs paramètres dont la précision d’atteinte de la tumeur. En revanche, ils ne permettent pas de s’assurer que cette atteinte sera similaire sur un organisme vivant. En effet, ils ne prennent pas en considération les mouvements liés à la respiration et les risques potentiels d’atteinte d’autres structures tels que des vaisseaux sanguins ou organes lors du geste. Le projet a pour objectif de valider les aspects d’efficacité et de sécurité dans un modèle in-vivo, ne pouvant être validés lors des tests in-vitro.
Réduction
La réalisation d'une majorité de tests préalable in vitro ou sur pièces anatomiques permet de réduire le nombre d'animaux utilisés au strict minimum nécessaire pour la mise au point du protocole opératoire et l'obtention des données d'efficacité et de sûreté exigées par les autorités réglementaires (les robots opératoires sont des dispositifs médicaux). Les animaux sont opérés un par un, ou par petites séries de 2 animaux: cela permet de traiter les données obtenues au fur et à mesure, de réaliser des ajustements s'il le faut, et de stopper les procédures dès que les données nécessaires sont obtenues. Ainsi aucun animal "surnuméraire" n'est opéré.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans le respect de leurs besoins éthologiques avec enrichissements propres à l’espèce. : ils disposent de vastes boxes, d'une taille supérieure à celle requise par la législation. Le sol est recouvert d'une litière végétale changée tous les jours. La nourriture est distribuée dans les gamelles et dans la litière pour leur permettre de prendre le temps de la trouver. Le suivi quotidien des animaux et les pesées hebdomadaires sont assurés par le personnel technique et animalier formés aux soins et à la manipulation de ces espèces. Les animaux suivront également un programme de socialisation avec renforcement positif afin de réduire le stress engendré par les actes quotidiens. Tout acte douloureux ou fortement stressant sera réalisé sous sédation ou sous anesthésie générale selon les besoins. Si nécessaire, la douleur sera prise en charge par l'administration de traitements analgésiques adaptés.
Choix des espèces
Le porc est l’espèce animale se rapprochant anatomiquement le plus de l’Homme. Pour ce projet, nous avons besoin d’avoir des organes similaires à l’Homme en terme de structure et de taille, afin de pouvoir évaluer l’effet attendu en clinique. Les organes abdominaux du porc de 35 à 80kg (dont le foie) sont parmi ceux qui se rapprochent le plus de l’Homme. Le chien est l'espèce cible du robot de biopsie prostatique, donc le modèle de choix pour l'obtention des données recherchées. Par ailleurs les caractéristiques anatomiques de la prostate canine en font également un modèle intéressant pour l'obtention de données applicables à l'Homme, pour lequel ce robot pourra être adapté par la suite. Les animaux utilisés permettront donc de générer des données à double fin: le passage rapide en essais cliniques chez le Chien, et le développement utltérieur de la même technologie destinée à l'Homme. Les porcs utilisés en étude sont de jeunes animaux qui arrivent à maturité sexuelle, leur croissance n’est pas terminée mais leur taille permet un hébergement en animalerie conventionnelle dans de bonnes conditions. D’autre part, leur poids de 35kg à 80kg permet de travailler sur des organes abdominaux, notamment un foie de taille comparable à un foie humain, indispensable pour reproduire les conditions attendues en clinique. Les chiens seront des animaux adultes de plus d'1 an, de façon a avoir une prostate de taille définitive.
Evaluation de la performance et de la sécurité de nouveaux instruments de scellement et de coupe électrochirurgicaux
- Tests réglementaires
- Contrôles de qualité
130 porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, une partie opérée puis tuée sans réveil. Sous anesthésie, chaque porc subit une à trois heures de chirurgie pendant laquelle 22 à 35 vaisseaux sont scellés par électrocoagulation, ou 6 à 7 avec résection d'organes et un mois de convalescence, pour valider de nouveaux instruments d'électrochirurgie. Le porteur signale des hémorragies et des infections postopératoires. Il affirme avoir écarté les tissus ex vivo et les vaisseaux synthétiques, jugés non représentatifs, avant de conclure au recours nécessaire à l'animal.
Objectifs
Le projet vise à développer et valider pour l’utilisation clinique de nouveaux dispositifs médicaux d’électrochirurgie qui permettent la division, l’hémostase, le scellement et la coupe de vaisseaux/tissus lors d’une dissection chirurgicale. Ces instruments de chirurgie sont requis pour permettre la coagulation et la coupe des vaisseaux sanguins pendant une opération. Ils sont applicables en chirurgie générale et dans les spécialités telles que la chirurgie urologique, vasculaire, thoracique, thoracoscopique, colorectale, bariatrique ou gynécologique. La qualité de l’hémostase sera évaluée par des tests de pression d'éclatement et des analyses de guérison tissulaire en histopathologie. Les améliorations de performance attendues sont centrées sur la diminution des saignements peropératoire en assurant : • La réduction de la durée de la procédure chirurgicale • L’amélioration de la qualité du scellement et la capacité à contrôler les saignements. • La précision de la zone d'application et la maitrise de la propagation thermique. • La réduction des dommages tissulaires involontaires
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu de ce projet est d’améliorer la sécurité, l’efficacité et le confort de nombreux de gestes chirurgicaux, quand la qualité de l’hémostase est un facteur clé dans la réussite de l’opération. Ces instruments d’electrochirurgie permettront de : - faciliter les procédures laparoscopiques et ouvertes - éviter les gestes fastidieux de sutures - diminuer les saignements intra-opératoires - réduire les complications post-opératoires liées au saignement - améliorer les résultats de la chirurgie et la récupération des patients
Procédures
Les animaux sont soumis à une intervention chirurgicale sous anesthésie générale qui dure entre 1 et 3 heures. L’opération consiste en la réalisation de scellements vasculaires par électrocoagulation sur 22 à 35 artères ou veines pour les animaux sans réveil, et sur 6 à 7 vaisseaux (impliquant la résection d’organes non vitaux) pour les animaux avec survie qui seront surveillés pendant une période de convalescence d'un mois.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables pour les animaux sont les saignements (hémorragie per opératoire) pour les animaux sans réveil, auxquels se rajoutent les saignements post opératoires et l’infection pour les animaux en chronique.
Devenir
Les animaux sont mis à mort sous anesthésie à la fin de la procédure. Des prélèvements post mortem sont nécessaires pour analyser les effets des dispositifs testés.
Remplacement
Avant de débuter ce projet, toutes les alternatives ont été étudiées et prises en comptes. Des tests sur des tissus ex-vivo ont permis de démontrer qu’ils ne présentent pas le même comportement que des tissus vivants face à l’électrocoagulation.: Lors d'une chirurgie, les scellements sont créés dans des conditions physiologiques (température, présence de sang circulant dans le vaisseau, physiologie de l’hémostase, ergonomie…) qui peuvent impacter l’efficacité de la coagulation et les cycles de coupe. Les mêmes tissus retirés de leur hôte pendant plus de 4 à 8 heures ne se comportent plus de la même façon pour les tests de pression d'éclatement. Nous avons étudié des vaisseaux sanguins synthétiques ou artificiels conçus pour imiter les propriétés mécaniques des vaisseaux sanguins mais nous avons constaté qu'ils ne convenaient pas à cette application, car ils réagissent différemment à l’électricité qui doit circuler dans le corps. A ce stade de développement des dispositifs, il devient nécessaire d’avoir recours au modèle animal pour les tests d’efficacité et de sécurité à court et long terme.
Réduction
L’échantillonnage requis a été défini par analyse statistique, nous estimons à 130 l’effectif animal maximal nécessaire pour valider réglementairement 4 nouveaux dispositifs médicaux d'électrocoagulation et pour former et obtenir l'évaluation de chirurgiens spécialistes sur leur utilisation. Le dispositif de référence pourra être utilisé en contrôle sur les mêmes animaux et plusieurs scellements seront réalisés sur un même sujet afin de réduire le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Les porcs sont hébergés en groupe sociaux dans de larges box enrichis de jeux à macher et de balles, ils sont douchés quotidiennement à l’eau tiède et reçoivent une alimentation adaptée à leurs besoins physiologiques. Les conditions d’ambiances sont contrôlées et la température est maintenue entre 18 et 24°C. Une période d’acclimatation leur permet de s’habituer à leur environnement et au personnel soignant qui met en place un programme de familiarisation basé sur la distribution de récompenses. Le jour de l’intervention, les porcs sont tranquillisés avant d’être transportés dans la salle d’opération, ils sont maintenus sous anesthésie générale avec gestion de la douleur pendant toute l'opération. Les animaux sont surveillés jusqu’à leur réveil, ils sont remis en groupe social dès que leur état clinique le permet (cicatrisation des sutures). Une videosurveillance permet un suivi des comportements et une intervention rapide du vétérinaire en cas d’anomalie, des points limites ont été définis pour arreter 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 réglementaires de ce type en raison des similitudes anatomiques et physiologiques avec l'homme : Sa taille et son anatomie viscérale (espèce omnivore monogastrique) permet de reproduire des procédures avec les mêmes instruments, en chirurgie ouverte ou laparoscopique (technique coelioscopique qui consiste à opérer via de mini-incisions pour passer les instruments et une caméra). Les porcs seront utilisés entre 2 à 5 mois d’âge, lorsqu’ils auront atteint un poids de 35 à 65 kg afin d’avoir un nombre suffisant de vaisseaux sanguins compris entre 2 et 7mm de diamètre.
Formation continue en chirurgie digestive et gynécologique sur modèle porcin
- Enseignement supérieur
- Formation professionnelle
150 porcs vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Chaque porc subit plusieurs interventions abdominales successives, digestives et gynécologiques, réalisées par quatre à cinq chirurgiens durant six à sept heures, non pour produire des connaissances mais pour entraîner des praticiens en exercice. Le porteur reconnaît que le traumatisme des viscères ne permet pas la survie de l'animal et décrit ces séances comme une offre de formation et une offre de prestation commerciale. Il indique que le remplacement n'est pas toujours possible, tout en signalant l'acquisition récente d'un simulateur de laparoscopie.
Objectifs
Les techniques chirurgicales évoluent constamment d’où la nécessité de suivre des formations continues afin de maintenir un niveau de connaissance satisfaisant pour opérer des patients humains (ou animaux s’agissant le cas échéant de chirurgiens vétérinaires) et assurer une médecine de qualité actualisée. Il s’agit de formation « à façon », conçues en fonction des besoins pédagogiques et d’entrainement chirurgical nécessaires à l’acquisition ou à la maitrise de nouvelles techniques chirurgicales. Elles peuvent faire partie de l’offre de formation continue pour les formations à destination des vétérinaires, ou bien de l’offre de prestation à destination de chirurgiens de médecine humaine. Dans tous les cas, elles sont validées par la direction de l’établissement, et les structures de bien-être animal concernées.
Bénéfices attendus
L'intérêt de ce projet réside dans l’offre de formation avec des approches chirurgicales innovantes en gynécologie et gastro-entérologie dans le but d’offrir un niveau d’expertise à des praticiens en exercice.
Procédures
Procédures chirurgicales intraabdominales (digestives et/ou gynécologiques: gastropexie, chirurgie bariatrique, anastomoses coliques, ovariohystérectomie). Les animaux sont anesthésiés en début de journée et euthanasiés à l'issue de la formation. Les procédures chirurgicales se succèdent ainsi que les équipes de chirurgiens en formation (8 heures d'anesthésie environ donc 6-7 heures de procédures chirurgicales)
Impact sur les animaux
En raison du contexte de l'apprentissage, chaque cochon subit plusieurs interventions intra-abdominales. Les complications rencontrées sont la douleur (gérée par un protocole d'analgésie multimodale), les risques de saignements (administration d'une fluidothérapie intra-veineuse au débit ajusté en fonction du besoin), anesthésie prolongée (surveillance et soutien des fonctions respiratoire et cardiovasculaire), lésion du nerf vague (entrainant le plus souvent une bradycardie prononcée jusqu'à l'arret cardiaque (prétraitemet avec atropine pour diminuer l'occurence et la grivité de la bradycardie), traumatisme des viscères abdominaux suite aux interventions (motivant l'euthanasie en fin de journée de formation).
Devenir
Les animaux sont euthanasiés à la fin des procédures chirurgicales. Pour des raisons de réduction, chaque animal subit l'ensemble des procédures chirurgicales prévues par le programme de formation, lesquelles sont réalisés par un groupe de 4 à 5 chirurgiens par animal. Il a été choisi d'utiliser au maximum chaque animal plutôt que de répartir l'ensemble des procédures sur plusieurs animaux. Cela justifie l'euthanasie en fin de procédure, l'issue des interventions ne permettant pas la survie de l'animal. Les chirurgiens pratiquent ainsi en fin d'intervention une autopsie pour visualiser directment le résultats des interventions réalisées.
Remplacement
Pour les besoins de formation à certaines techniques spécifiques le remplacement des animaux n’est pas toujours possible (néanmoins, l'établissement s’est récemment doté d’un simulateur de laparoscopie LapSim®)
Réduction
Le nombre d’animaux est fixé au minimum afin de permettre aux stagiaires de mettre en pratique les gestes enseignés (4 à 5 chirurgiens par animal). La formation inclut un apport de connaissance théorique en premier et puis la pratique sur simulateur en amont de l'intervention sur animal vivant. La manipulation des instruments est ainsi maîtrisée quand l'intervnetion est réalisée sur l'animal ce qui permet de réduire les manipulations des viscères en nombre mais aussi en qualité (moins traumatisantes du fait de gestes mieux contrôlés).
Raffinement
Afin de réduire le stress, les animaux arrivent à l’animalerie adaptée la veille de la session prévue. Les animaux reçoivent une ration identique à celle fournie par le fournisseur d’animaux, avec de l’eau à volonté (pipette et abreuvoir au choix de l'animal). Les procédures de préparation, d’induction de l’anesthésie, de mise en place de l’analgésie répondent aux exigences de l’analgésie multimodale pré-emptive et sont confiées à des vétérinaires anesthésistes/réanimateurs qualifiés. Une attention identique est portée au suivi des animaux pendant la phase opératoire grâce à l’ensemble des moyens de monitorage déployés pendant les interventions chirurgicales.
Choix des espèces
Le choix des porcs est fondé sur plusieurs critères : - Animaux de grande taille (30-45 kg), aspect anatomique proche de l’homme; - La taille des animaux permet une gestion aisée de l’anesthésie et de l’analgésie