Mammifères "de rente"
Impact de l’œdème pulmonaire sur l’inflammation pulmonaire induite par la ventilation au cours d’un modèle porcin de syndrome de détresse respiratoire aiguë
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
Endormis pour ne jamais se réveiller, 17 porcs vont être utilisés dans une étude sur le syndrome de détresse respiratoire aiguë, sous anesthésie générale pendant vingt-quatre heures. Une détresse respiratoire est provoquée chez chaque animal, puis un œdème pulmonaire et une ventilation artificielle sont appliqués pendant que l'inflammation des poumons est mesurée par imagerie. Les interventions causent des dégâts pulmonaires irréversibles, incompatibles avec un réveil, et les porcs sont tués pour l'examen de leurs poumons au microscope. Le porc est retenu parce que sa morphologie permet d'utiliser le même respirateur et la même imagerie que chez l'humain.
Objectifs
Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) est une atteinte sévère des poumons qui nécessite une ventilation mécanique invasive qui est en elle-même porteuse d’effets adverses. Par ailleurs, plusieurs études ont montré qu’un excès d’apports en eau et en sel (i.e. l’œdème) est associé à une ventilation plus prolongée et à une augmentation de la mortalité, mais les mécanismes précis restent mal compris. L’œdème favorise l’accumulation de liquide dans les poumons, ce qui altère l’inspiration d’oxygène et rend le poumon plus difficile à inflater. Cette diminution de la déformabilité pulmonaire réduit la quantité de poumon réellement ventilée et augmente les contraintes mécaniques appliquées aux zones encore aérées lors de la ventilation mécanique. Dans ce contexte, même une ventilation dite protectrice peut devenir délétère et amplifier les lésions pulmonaires induites par le respirateur, en majorant la réponse inflammatoire locale. L’objectif de cette étude est d’évaluer expérimentalement si l’œdème pulmonaire augmente l’inflammation pulmonaire induite par la ventilation, en utilisant une technique d’imagerie nucléaire, couplée au scanner à rayons X, permettant de mesurer l’intensité de l’inflammation au niveau des poumons de porcs sous ventilation artificielle. Ces résultats pourraient permettre de mieux comprendre l’interaction entre gestion de l’œdème pulmonaire et la ventilation mécanique, afin d’optimiser les stratégies thérapeutiques chez les patients atteints de SDRA.
Bénéfices attendus
Cette étude vise à mieux comprendre pourquoi l’œdème pulmonaire est délétère chez les patients atteints de SDRA ventilés mécaniquement. Elle suggère que l’excès de liquides réduit la part du poumon réellement aérée, augmente les contraintes mécaniques liées à la ventilation et aggrave ainsi les lésions pulmonaires et l’inflammation associée (biotrauma). Le travail permettra également de valider un modèle expérimental pertinent d’œdème pulmonaire en insuffisance respiratoire aiguë ventilée, ouvrant la voie à l’évaluation de stratégies de contrôle strict et individualisé de la balance hydrique afin de limiter le biotrauma pulmonaire chez l’humain.
Procédures
Au cours du protocole expérimental, l’animal reçoit les interventions suivantes dans l’ordre chronologique : • Prémédication par injection intramusculaire dans le jarret d’un mélange médicamenteux sédatif permettant de placer l’animal dans un état d’endormissement. Cette intervention est réalisée sans contention physique, par un personnel connu de l’animal, afin de réduire le stress induit par cette étape • Mise en place d’une voie veineuse périphérique dans une veine du pavillon de l’oreille chez le porc endormi, puis initiation de l’anesthésie générale par injection intraveineuse directe. A partir de cette étape, le porc est en continu sous anesthésie générale pendant les 24 heures jusqu’à la fin du protocole, sans réveil au décours : • Mise en place de dispositifs intra-artériel et intraveineux pour surveillance cardiovasculaire et respiratoire, ainsi qu’une sonde d’intubation par trachéotomie pour initiation de la respiration artificielle • Induction du modèle expérimental du syndrome de détresse respiratoire aiguë • Application des stratégies expérimentales (œdème pulmonaire et ventilation artificielle) pendant 24 heures
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 procédure de prémédication par injection intramusculaire génère un niveau de stress minime à moyen, inférieur à celui d’une injection sous contention physique. L’injection est réalisée par un personnel formé et connu de l’animal, auquel il a pu s’habituer à la présence depuis son arrivée au laboratoire. C’est la seule procédure réalisée alors que l’animal est éveillé. Ensuite, le porc est placé sous anesthésie générale jusqu’à la fin de la procédure, sans réveil.
Devenir
La mise à mort des animaux est rendue obligatoire par la nécessité d’évaluer l’atteinte pulmonaire au microscope. De plus, les interventions réalisées durant la procédure sont responsables de dégâts pulmonaires irréversibles, incompatibles avec le réveil.
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 (TEP-scanner) 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. Sur la base de l’hypothèse que 24h de ventilation protectrice avec œdème pulmonaire induira un doublement de l’inflammation pulmonaire comparativement au groupe ventilation protectrice sans œdème pulmonaire, il faudra 5 animaux par groupe, soit 15 animaux au total. Ce nombre est augmenté de 10% afin de prendre en compte la mortalité attendue, soit un nombre total d’animaux nécessaire de 17.
Raffinement
Le porc ou les porcs sont accueillis sur le site 3 à 5 jours avant le jour de l’expérimentation pour permettre son acclimatation, dans un hébergement permettant de favoriser les comportements naturels (jouets et objets manipulables). Pendant cette période, il est au contact des personnels humains avec lesquels il se familiarise. Le jour de l’expérimentation, le porc est placé dans un état d’endormissement léger par une l’injection intramusculaire de sédatifs dans le jarret ; cette injection est réalisée par un personnel connu de l’animal (avec lequel il est familier) sans contention de l’animal, permettant de réduire le stress induit par cette intervention. Ceci permet de mettre en place une voie veineuse périphérique pour initier la sédation profonde (anesthésie générale) nécessaire à la poursuite des procédures.
Choix des espèces
Le porc est un modèle animal dont les caractéristiques permettent l’utilisation des mêmes appareils de réanimation que chez l’homme (respirateur artificiel, cathéter) ainsi que les mêmes techniques d’imagerie. Cela permet que nos résultats soient scientifiquement interprétables, au plus proche de nos connaissances en médecine humaine. Les animaux sont choisis au stade de jeune porc en croissance (12-14 semaines d’âge, environ 30 kg), ce qui permet d’une part une manipulation facilitée et une taille compatible avec les outils d’imagerie (caméra scanner), et d’autre part, d’observer un développement des poumons proches de ceux de porcs adultes, et donc physiologiquement proche des poumons humains adultes.
Formation continue en chirurgie cardiaque et digestive sur un modèle ovin
- Enseignement supérieur
- Formation professionnelle
40 brebis vont être utilisées, opérées sous anesthésie et tuées avant tout réveil. Chaque animal, opéré par quatre à cinq chirurgiens, peut subir plusieurs interventions du cœur ou de l'abdomen de trois à quatre heures, non pour produire des connaissances mais pour entraîner des praticiens en exercice. Le porteur décrit ces séances comme une "offre de formation" continue, relevant en partie d'une "offre de prestations" commerciale. Il affirme que le remplacement par simulateur est "toujours envisagé" mais "pas toujours possible", et justifie l'ensemble par la "nécessité" de la formation continue.
Objectifs
L’objectif principal de ce projet est de s’assurer de la continuité de formation. En effet, 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. L’objectif est de produire des formations « à façon », conçues en fonction des besoins pédagogiques et d’entrainement chirurgical nécessaire à l’acquisition ou à la maîtrise de nouvelles techniques chirurgicales. Elles peuvent faire partie de l’offre de formation continue pour les formations à destinations des vétérinaires, ou bien de l’offre de prestations à destination de chirurgiens de médecine humaine.
Bénéfices attendus
L’intérêt de ce projet réside dans l’offre de formation avec des approches chirurgicales innovantes en cardiologie et gastro-entérologie dans le but d’offrir un niveau d’expertise à des praticiens en exercice.
Procédures
Les animaux seront soumis à une chirurgie cardiaque ou digestives sans réveil. La procédure devrait durer entre 3 et 4 heures.
Impact sur les animaux
En raison du contexte d’apprentissage, chaque brebis peut subir plusieurs interventions intra-abdominales ou cardiaque simultanées. Les complications rencontrées sont la douleur, les risques de saignement, l'anesthésie prolongée, des traumatismes des viscères abdominaux suite aux interventions.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure chirurgicale. En effet, en raison du contexte d’apprentissage, chaque brebis peut subir plusieurs interventions intra-abdominales ou cardiaques rendant le reveil trop compliqué et dououreux pour les animaux.
Remplacement
Pour les besoins de formations à certaines techniques spécifiques, le remplacement des animaux n’est pas toujours possible (néanmoins la possibilité de remplacer par un simulateur est toujours envisagée en amont de la formation).
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, puis la pratique sur simulateur en amont de l’intervention sur animal vivant. La manipulation des instruments est ainsi maîtrisée quand l’intervention est réalisée sur l’animal ce qui permet de réduire les manipulations en nombre mais aussi en qualité (moins traumatisantes du fait des gestes mieux contrôlés).
Raffinement
Les procédures de préparation, d’induction de l’anesthésie et 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 intra-opératoire grâce à l’ensemble des moyens de monitorage déployés pendant l’intervention chirurgicale.
Choix des espèces
Le choix de la brebis se fait sur plusieurs critères : - animaux avec thorax adaptés pour les formations cardiaques (taille du cœur équivalent à celle d’un homme de corpulence moyenne) - animaux ruminants plutôt accessibles (plus petit que la vache) pour les formations digestives Animaux adultes d’aspect anatomique apprécié pour l’approche chirurgicale et compatible avec une manipulation relativement aisée des animaux.
Étanchéification de suture aortique et pulmonaire par une nouvelle génération d’adhésif
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
36 cochons subissent une ouverture du thorax de cinq heures pour tester un adhésif chirurgical, 24 sous anesthésie sans réveil et 12 réveillés puis suivis 21 jours, dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. Chez les animaux réveillés, le porteur identifie des risques d'hémorragie interne, d'infection et de thrombose. Le résumé annonce des colles "intelligentes" censées "révolutionner la chirurgie reconstructrice" et la transplantation d'organes. Tous sont tués à la fin pour des analyses de l'aorte et des poumons.
Objectifs
Les sutures vasculaires traditionnelles utilisent principalement des fils non résorbables ou résorbables. Les techniques incluent les sutures continues pour les gros vaisseaux et les points séparés pour les petits calibres. Ces méthodes nécessitent une expertise technique importante, un temps opératoire prolongé et présentent des risques d'échec. Les colles chirurgicales existent depuis environ 80 ans, mais leur usage médical n'est effectif que depuis les 40-50 dernières années. Les colles vasculaires offrent plusieurs avantages: réduction significative du temps opératoire, simplification technique permettant une courbe d'apprentissage plus rapide, étanchéité immédiate réduisant les risques hémorragiques, et une certaine flexibilité adaptée aux mouvements physiologiques. Elles présentent moins de réaction inflammatoire locale, permettent une cicatrisation plus harmonieuse, et sont particulièrement utiles en microchirurgie, chirurgie cardiaque pédiatrique et situations d'urgence. L’adhésif que nous testons adhère fortement aux tissus biologiques humides ce qui lui permet d’étanchéifier complètement les sutures chirurgicales. L’étude permettra d’évaluer cliniquement cette propriété. L'objectif de ce projet est de valider la nouvelle formulation proposée, de comparer son efficacité par rapport à un produit existant sur le marché et de verifier la performance de cette formulation à moyen terme. Un autre objectif est de réaliser l'évaluation de l'efficacité de cet adhésif par rapport aux colles chirurgicales actuellement disponibles sur le marché pour l’étanchéification des sutures du parenchyme pulmonaire. L'objectif principal est de sélectionner la meilleure formulation chimique de colle parmi quatre candidates afin de permettre l'adhérence pulmonaire et le séchage.
Bénéfices attendus
Les colles biologiques représentent une avancée majeure en chirurgie moderne, offrant des alternatives prometteuses aux sutures traditionnelles. Le premier bénéfice réside dans la rapidité d'application, en effet, contrairement aux sutures qui nécessitent du temps et une précision minutieuse, les colles biologiques permettent de fermer les plaies en quelques secondes, réduisant significativement la durée des interventions (anesthésie) et les risques associés, tout en augmentant le nombre d'opérations réalisables. L'application de colle élimine les traumatismes répétés causés par le passage de l'aiguille dans les tissus, réduisant ainsi la douleur post-opératoire et améliorant l'esthétique de la cicatrisation sans marques de points de suture. Ces adhésifs se résorbent naturellement sans nécessiter de retrait, évitant une seconde intervention et l'anxiété associée. Enfin, le développement de colles "intelligentes" ouvre des perspectives fascinantes: adhésifs activables par la lumière, libération contrôlée de médicaments, ou matériaux s'adaptant aux mouvements tissulaires. Ces innovations promettent de révolutionner la chirurgie reconstructrice, la transplantation d'organes et la médecine régénérative, positionnant les colles biologiques comme un pilier de la chirurgie du futur.
Procédures
Avant l'anesthésie générale, l'ensemble des animaux auront une injection intra musculaire afin d’obtenir une sédation vigile et une anxiolyse (N=36). Vingt-quatre (24) animaux seront soumis aux interventions suivantes : ouverture du thorax sur le côté, pontage de dérivation et application de l'adhésif sous anesthésie générale (5 Heures). Pour 12 animaux parmis ces 24, toujours sous anesthésie générale, évaluation des vaisseaux sanguin par imagerie radiologique (60 minutes). Douze animaux (12) seront soumis aux interventions suivantes : ouverture du thorax sur le côté et application de l'adhésif sous anesthésie générale (5 Heures).
Impact sur les animaux
Lors de la première phase les procédures expérimentales seront réalisées sous anesthésie générale balancée sans réveil, aucun effet indésirable ni nuisances ne sont attendus pour l'animal qui sera euthanasié en fin de procédure ou en cas d'échec de l'anesthésie. Lors de la seconde phase du projet (modèle chronique), les procédures expérimentales seront également réalisées sous anesthésie générale balancée. Contrairement à la phase aiguë, les animaux seront réveillés après la chirurgie et suivis pendant 21 jours. Durant cette période, plusieurs effets indésirables potentiels sont identifiés et feront l’objet d’une surveillance étroite (risques est la perte d’étanchéité de l’anastomose aortique, pouvant entraîner un hémothorax). Une infection de la prothèse vasculaire constitue un autre effet indésirable majeur. Celle-ci peut évoluer vers une rupture septique de l’anastomose, avec les mêmes conséquences hémodynamiques graves que celles observées en cas de désunion mécanique. Par ailleurs, une infection pariétale au niveau de la cicatrice thoracique est possible malgré les précautions opératoires. Une autre complication redoutée est la thrombose du pontage prothétique, pouvant entraîner une embolisation distale. Les conséquences cliniques varient selon la localisation de l’embolie : ischémie mésentérique, ischémie aiguë des membres inférieurs, ou ischémie rénale, chacune de ces situations pouvant être à l’origine d’une douleur, d’un état de prostration et/ou d’une perte de poids.
Devenir
A la fin de l'étude, tous les animaux seront euthanasiés afin de réaliser des études histologiques au niveau de l'aorte ou du parenchyme pulmonaire.
Remplacement
Avant toute expérimentation in vivo, de nombreux tests ont été réalisés sur banc d’essai, notamment à l’aide de modèles d’aortes porcines ex vivo perfusées, permettant de simuler partiellement les conditions hémodynamiques physiologiques. Ces dispositifs expérimentaux ont permis de reproduire la pression intravasculaire et d’évaluer la capacité initiale d’adhérence et d’étanchéification de l’adhésif. Des protocoles utilisant des fluides biologiques simulés ont également été mis en œuvre pour tester les propriétés mécaniques et adhésives du produit dans un environnement contrôlé. Ces étapes ont contribué à optimiser la formulation et l’application du dispositif, réduisant ainsi le nombre d’animaux nécessaires aux essais in vivo.
Réduction
Dans une démarche conforme aux principes de réduction de l’expérimentation animale, le protocole a été conçu de manière à maximiser les données recueillies pour chaque animal. Ainsi, chaque sujet servira de son propre témoin, ce qui permet de comparer l’efficacité de l'adhésif d'essais avec un adhésif existant ainsi que celle observée sur différents types d’anastomoses (suture aortique directe et suture prothétique), au cours d’une seule et même procédure chirurgicale. Cette approche réduit significativement le nombre total d’animaux nécessaires, tout en renforçant la robustesse des comparaisons statistiques par la limitation de la variabilité interindividuelle. Concernant l’évaluation de la meilleure formulation chimique de colle pour l’étanchéification pulmonaire les 4 formules seront évaluées sur le même animal. Ceci permettra une meilleure comparabilité des résultats, tout en limitant le nombre total d’animaux nécessaire.
Raffinement
Une période d’acclimatation d’au moins une semaine sera systématiquement respectée entre l’arrivée des animaux au sein de l’animalerie du laboratoire et leur inclusion dans le protocole expérimental. Durant cette phase, les animaux seront hébergés par groupe de deux afin de maintenir une stimulation sociale adaptée à leur espèce, ce qui contribue à réduire l’isolement et le stress. L’environnement sera adapté à chaque étape du protocole, notamment lors des phases de transfert et d’induction anesthésique, avec un accompagnement systématique par du personnel formé. Un sédatif sera administré de manière systématique pour atténuer l’anxiété lors du transport depuis l’animalerie vers la salle d’intervention. En phase chronique, des soins postopératoires quotidiens seront prodigués, incluant le contrôle et le nettoyage des cicatrices chirurgicales afin de prévenir les infections locales. Une analgésie systématique et pluriquotidienne sera administrée selon un protocole validé, adapté au poids et à l’état clinique de l’animal. Le niveau de douleur sera évalué deux fois par jour à l’aide d’une grille d’observation comportementale spécifique à l’espèce. Des points limites précoces ont été définis et seront strictement appliqués.
Choix des espèces
Le modèle animal retenu pour cette étude est le porc, dont les caractéristiques anatomiques, hémodynamiques et physiologiques présentent une grande similitude avec le système cardiovasculaire humain, ce qui en fait un choix particulièrement pertinent pour les expérimentations vasculaires. L’utilisation d’un modèle de gros animal comme le porc présente l'avantage important en termes de réduction du nombre d’animaux. En effet, plusieurs essais pourront être réalisées au cours d’une seule procédure, tout en limitant les pertes expérimentales liées aux difficultés techniques qui sont plus fréquentes chez les espèces de petite taille.
Evaluation précoce du développement d’une maladie rénale dans un modèle porcin
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
12 cochons vont être utilisés, tous mis à mort pour prélever leurs reins, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit des immunisations sous sédation puis sous anesthésie générale pour déclencher une maladie rénale rare, avec des prélèvements de sang et d'urine. Le projet vise à dater le début des lésions rénales afin de mieux interpréter une étude antérieure d'un candidat médicament, réclamée par les autorités de santé américaines. Le porteur écarte la souris et le rat, dont la cible du médicament diffère de celle de l'humain, et retient le cochon pour la proximité de ses reins.
Objectifs
La glomérulonéphrite à croissants est une maladie rare du rein qui abîme très rapidement les petits filtres du rein, appelés glomérules. Cette maladie est provoquée par une réaction excessive du système immunitaire contre le rein. Au cours de cette réaction, les glomérules produisent en excès une protéine (facteur de croissance) qui participe à l’apparition des lésions rénales. Une étude précédente menée chez le porc a montré la capacité d’un candidat médicament à protéger le rein en bloquant l’action de cette protéine d’intérêt. Le but de ce projet est de mieux comprendre à quel moment, au tout début de la maladie, cette protéine commence à augmenter et à quel moment les premières lésions du rein apparaissent. Cela permettra de savoir si, dans l’étude précédente, le traitement avait été donné alors que la maladie avait déjà commencé, ou au contraire très tôt avant l’apparition des premières lésions. Cette information est importante pour mieux interpréter les résultats déjà obtenus et pour poursuivre le développement du médicament dans des conditions proches de celles rencontrées chez les patients. Pour cela, les animaux seront observés à deux moments très précoces après le déclenchement de la maladie, puis comparés à des animaux sains. L’objectif est de décrire les toutes premières étapes de la maladie.
Bénéfices attendus
Le bénéfice principal de ce projet est de permettre le développement d’un nouveau traitement destiné à une maladie rénale rare et grave pour laquelle il n’existe actuellement pas de traitement pleinement satisfaisant. Les autorités de santé américaines ont demandé des informations complémentaires pour s’assurer que ce traitement agit bien lorsque la maladie est déjà installée, et non avant son apparition. Une étude précédente avait été réalisée très tôt après le déclenchement de la maladie, ce qui nécessite aujourd’hui d’en préciser le contexte. L’étude proposée vise donc à mieux comprendre à quel moment la maladie débute réellement et à vérifier que le traitement est efficace dans des conditions comparables à celles des patients. Ces résultats sont essentiels pour accélérer le développement du médicament et améliorer à terme la prise en charge des personnes atteintes de cette maladie rare.
Procédures
Les animaux recevront une immunisation à J-6 par voie sous-cutanée sous sédation profonde (durée 30 min, 1 seule fois), puis une immunisation par voie veineuse, sous anesthésie générale, à J0 et à J1 (durée 2h à chaque fois). Ils auront un prélèvement sanguin et urinaire à J0, J1 (sous la même anesthésie générale réalisée pour l'immunisation, sans augmentation du temsp d'anesthésie) et J4, sous anesthésie générale (10-15 min).
Impact sur les animaux
Un stress léger à modéré de courte durée est attendu lors de la contention et de la manipulation des animaux. Les prélèvements sanguins et urinaires peuvent être à l'origine d'une légère irritation (rare) ou d'un petit hématome n'entrainant aucune gêne (occasionnellement) au point de ponction. L’immunisation est susceptible d’entrainer une inflammation locale limitée. Les nuisances seront limitées pour les animaux car la pathologie induite commencera tout juste à se développer (absence de douleur). Les animaux sont susceptibles, dans moins de 20% des cas, d’éprouver un choc de type allergique, sous anesthésie.
Devenir
Les animaux sont mis à mort en fin de procédure pour prélever leurs reins pour faire des analyses. Ces examens permettent d’évaluer la mise en place de la maladie.
Remplacement
À ce jour, il n’existe pas de méthodes réalisées uniquement en laboratoire, sur ordinateur ou à partir de tissus isolés qui permettent de reproduire fidèlement l’ensemble des mécanismes en jeu dans cette maladie rénale rare. Celle-ci fait intervenir de nombreuses interactions complexes entre le système immunitaire, les cellules du rein et la circulation sanguine. L’objectif de l’étude étant de comprendre précisément à quel moment la maladie commence et comment elle évolue dans l’organisme, le recours à un modèle animal adapté reste aujourd’hui indispensable. Les approches alternatives existantes ne permettent pas encore de répondre à ces questions de manière fiable.
Réduction
Le nombre d’animaux a été strictement limité au minimum nécessaire pour répondre à l’objectif scientifique du projet. L’étude repose sur trois animaux étudiés au temps J1 de l’induction de la maladie, trois animaux au temps J4 et trois animaux contrôles, ce qui permet de caractériser l’installation de la pathologie et de disposer d’un point de référence sans multiplier inutilement les effectifs. Ce design expérimental s’appuie sur les données de variabilité obtenues lors des études antérieures et permet d’obtenir des informations robustes tout en respectant le principe de réduction du nombre d’animaux utilisés. Trois animaux supplémentaires au maximum seront ajoutés, uniquement en cas de mortalité dans les groupes précédents, portant le nombre total à maximum 12.
Raffinement
Les porcs sont hébergés en groupes sociaux, dans des conditions correspondant aux besoins physiologiques de l’espèce. Des enrichissements variés sont mis à disposition. Les interventions sont réalisées sous anesthésie générale afin de limiter le stress chez ces animaux. Des critères d’arrêt de l’expérimentation précoces et stricts seront définis afin de garantir le bien-être des animaux tout au long de l’étude. Les méthodes de prélèvements sont raffinées afin de limiter le risque d'iritation. La pathologie étant à un stade très précoce, les animaux ne présenteront pas de symptomatologie clinique apparente ni de signes de souffrance attendus. Aucune analgésie n’est donc nécessaire. Une surveillance régulière et adaptée sera mise en place, permettant toute intervention immédiate si nécessaire, conformément aux recommandations en vigueur, afin de minimiser au maximum toute contrainte ou détresse animale.
Choix des espèces
Le choix du porc comme modèle animal s’explique par sa grande ressemblance avec l’être humain, notamment pour le fonctionnement des reins. Les reins du porc fonctionnent de manière très proche de ceux de l’homme, ce qui permet d’étudier la maladie et l’effet d’un traitement dans des conditions proches de la réalité chez les patients. Les souris et les rats ne peuvent pas être utilisés dans ce cas, car la cible du médicament étudié n’est pas la même chez ces espèces et le traitement ne peut donc pas agir correctement. En revanche, chez le porc, cette cible est très similaire à celle de l’humain, ce qui permet d’évaluer de manière fiable l’efficacité du médicament. Les animaux utilisés ont un poids d’environ 30 kg au début de l’étude, ce qui correspond à un stade où leur système immunitaire est déjà mature, garantissant des résultats plus pertinents et mieux transposables à l’homme.
MODIFICATION : Evaluation des performances et des impacts de nouvelles interfaces corticales et sous-corticales chez les mini-porcs
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Pour évaluer de nouvelles électrodes de stimulation cérébrale profonde, 9 mini-porcs subissent une chirurgie crânienne pouvant durer jusqu'à six heures, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour analyses. Chaque animal peut connaître un œdème cérébral, un traumatisme local lié à la pose des électrodes et une douleur postopératoire. Le projet cible à terme la maladie de Parkinson et les tremblements chez l'être humain. Le porteur résume les retombées en une phrase, ce travail pouvant "améliorer la prise en charge" des troubles du mouvement "si les résultats sont favorables".
Objectifs
La maladie de Parkinson est incurable ainsi que d'autres troubles de mouvement, mais des thérapies comprenant des médicaments, de la chirurgie et de la réadaptation peuvent permettre de réduire les symptômes. En effet, la stimulation intracérébrale profonde est proposée aux patients souffrant de maladies neurologiques avec des troubles du mouvement (maladie de Parkinson, tremblement essentiel et dystonie). Cette étude consiste en l'évaluation de la fonctionnalité et des effets de nouvelles interfaces corticales et sous-corticales (électrodes d'enregistrement et de stimulation intracérébrale profonde (DBS), afin d’en caractériser les capacités d'enregistrement, de stimulation et les effets sur un modèle porcin (minipig) en situation comportementale avec et sans tremblement. Ce projet offre de nouvelles perspectives telles qu’une meilleure prise en charge des cas de troubles du mouvement.
Bénéfices attendus
Si les résultats sont favorables, ce travail pourrait permettre d’améliorer la prise en charge des maladies de troubles du mouvement.
Procédures
Les animaux sont soumis à : - Pose de cathéter sous anesthésie légère, durée maximum de 20 minutes ; - Procédure chirurgicale et analyse d’imagerie : sous anesthésie, donc la durée sera plafonnée à 6h , et limitée autant que possible à 2h30, afin d'assurer une récupération optimale aux animaux. Cette longue procédure permet d'évaluer un maximum de paramètres sur un seul animal et donc de réduire le nombre d'animaux utilisés ; - Les enregistrements de comportement : sur les animaux vigiles, maximum 3 heures par jour; La durée des enregistrements des signaux cérébraux sous anesthésie sera limitée à un maximum de 2 heures.
Impact sur les animaux
La principale nuisance attendue sur la partie des enregistrements : léger stress et inconfort lié à la piqûre et au tremblement. La principale nuisance attendue chez les animaux est relative à la chirurgie et à la période postopératoire. Il s’agit plus précisément de : - stress de l’anesthésie, hypothermie ; - hémorragique puis possible œdème cérébral au niveau du cerveau pendant la chirurgie ; - le léger traumatisme local provoqué dans le cerveau par la pose des électrodes ainsi que la douleur modérée en postopératoire ; - infection au niveau des points de sutures. Pour les sessions sous anesthésie / castration : stress de la contention et de l’anesthésie, légère douleur possible. Une surveillance des paramètres biologiques et comportementaux (anxiété, motricité, etc..) permettra de détecter ces complications inattendues.
Devenir
A la fin du projet, les animaux seront euthanasiés afin de réaliser des analyses histologiques.
Remplacement
La réponse à l'objectif posé implique le suivi de la réponse de stimulation du dispositif, donc seules des études chez l’animal vivant le permettent. En effet, il n’est pas envisageable d’implanter un nouveau dispositif médical ou d’administrer un nouveau composé à l’homme — sain ou malade — compte tenu des risques non connus susceptibles d’apparaître.
Réduction
Au total, 9 animaux seront utilisés, un nombre d'animaux se trouve réduit au minimum nécessaire pour l'obtention de données suffisamment fiables sur l’évaluation de la fonctionnalité et des effets de nouvelles interfaces corticales et sous-corticales chez les porcs.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans le respect de leurs besoins éthologiques avec des enrichissements propres à l’espèce. De plus, la température de la salle d’hébergement sera augmentée après la chirurgie. Le suivi quotidien des animaux et les pesées hebdomadaires sont assurés par le personnel technique et animalier habilité et habitué à travailler avec des porcs. Les animaux suivront également un programme de socialisation afin de réduire le stress engendré par les actes quotidiens. En cas de troubles liés au dispositif, des traitements pourront être mis en place, similaires à ceux pratiqués en médecine humaine. Tout acte douloureux ou fortement stressant sera réalisé sous sédation ou sous anesthésie (locale ou générale selon les besoins). Au cours des études, les animaux feront l'objet d'un suivi clinique, afin de détecter tout signe de mal-être ou toute anomalie physique. La surveillance est renforcée durant la période post-opératoire et en cas d’apparition de troubles. L’ensemble de ces informations sont reportées sur des fiches de suivi adaptées. Cette surveillance permet une intervention rapide auprès du vétérinaire et du responsable de projet pour adapter les soins analgésiques si nécessaire. Si une étape du protocole chronique affecte l’état de santé au point d’atteindre l’un des points limites sans qu’aucune action ne puisse permettre un retour à l’état basal, alors le protocole sera interrompu et l’animal mis à mort selon les modalités éthiques. Avant le début d'étude, les animaux seront habitués à la marche sur le tapis. Concernant l'enregistrement du comportement, la procédure sera arrêtée avant que l'animal ne se fatigue. Pendant la procédure chirurgicale, les animaux sont maintenus sous anesthésie générale avec une surveillance constante de leurs paramètres vitaux (fréquence cardiaque, pression sanguine, température...). Ceux-ci nous permettent d’apporter la nécessaire hydratation ou de fournir des antiarythmiques en cas de risque de fibrillation ventriculaire. Un défibrillateur est toujours disponible en salle d’opération pour éviter la mort précoce de l’animal durant les tests.
Choix des espèces
Parmi les modèles animaux ayant des caractéristiques anatomiques et fonctionnelles proche de l’homme le porc a été retenu car (1) les modèles sont bien décrits et caractérisés et constituent donc une référence dans la communauté scientifique ; (2) le personnel impliqué dans ce projet possède une expertise établie de la gestion de ces modèles animaux. De plus, les porcs ont une taille et un volume de cerveau compatibles avec ceux des primates non humains ; et l'anatomie et le développement neurologique du cerveau du porc sont similaires à ceux du cerveau humain. Le cerveau du porc peut ainsi s'adapter à l'imagerie multimodale et à l'installation chirurgicale de plusieurs électrodes, similaires à celles utilisées pour les humains. Les porcs utilisés en étude sont de jeunes animaux, car la craniectomie doit être réalisée chez les miniporcs de moins de 5 mois, période pendant laquelle les sinus ne sont pas encore bien développés.
Evaluation de l’efficacité, de l’innocuité et de la durabilité de nouvelles méthodes et dispositifs pour le traitement des affections et des pathologies en ophtalmologie et pour la restauration de la vision -2/2
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles sensoriels
Cochons : 200
240 porcs et chiens sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour évaluation des tissus. Chaque animal peut subir l'implantation chirurgicale de dispositifs oculaires sous anesthésie, des prélèvements sanguins hebdomadaires et des transports entre deux établissements. Le projet vise à valider des implants destinés à restaurer la vision, avec des bénéfices pour les patients annoncés au conditionnel. Le porteur conclut que l'expérimentation sur "organisme entier" est "incontournable" et relève d'une "obligation règlementaire" pour les dispositifs médicaux implantables.
Objectifs
Les dispositifs implantables chirurgicalement sont des dispositifs médicaux conçus pour être insérés en totalité ou partiellement dans le corps humain, ou à remplacer une surface épithéliale, grâce à une intervention chirurgicale et à demeurer après l'intervention de façon temporaire ou définitive, pour soutenir les fonctions d'organes ou de tissus spécifiques, surveiller les activités physiologiques ou administrer des médicaments. Les pathologies oculaires entrainent des lésions qui peuvent affecter gravement la vision de manière irréversible. Ces pathologies sont multiples et peuvent atteindre les différents segments de l’œil, comme par exemple: la dégénérescence maculaire liée à l’âge, l'hyperpigmentation focale, la rétinopathie chronique, le décollement de rétine, la néovascularisation, la cataracte, la glaucome, les pathologies de la cornée… Plusieurs pathologies de cécité résultent aussi de la perte des récepteurs ou des cellules de la rétine qui communiquent l’information visuelle au cerveau via le nerf optique. Différentes stratégies thérapeutiques avec dispositifs sont à l’étude comme par exemple des approches pharmacologiques, les thérapies génique ou cellulaire, ou les prothèses rétiniennes qui permettent de proposer une solution aux patients ayant perdu la vision en réactivant les cellules rétiniennes résiduelles par stimulations électriques par dispositif électronique. Ce projet de recherche se déroulera dans deux Etablissements Utilisateurs (EU 1/2 et 2/2) s’intéresse aux nouvelles approches thérapeutiques pour traiter les pathologies oculaires. L’objectif est de conduire des études permettant d’évaluer de nouveaux dispositifs médicaux implantables, de nouvelles approches chirurgicales visant à restaurer la vision et les fonctions altérées de l’œil. Les différentes itérations de prototypes des dispositifs doivent être confrontées au modèle animal de grande taille qui permet de respecter les contraintes anatomiques trouvées chez l’homme en reproduisant fidèlement le contexte clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire visé pour les futures applications humaines. Les objectifs du projet sont doubles : raffiner les prototypes pour en geler les versions jugées efficaces (efficacité) et sécuritaires (innocuité) dans la phase initiale du projet, ces versions entreront alors dans la phase règlementaire du projet pour valider les dispositifs, méthodes et techniques selon la règlementation en vigueur (ISO 10993, BPL OCDE, GLP FDA 21 CFR part 58).
Bénéfices attendus
L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité, de l’efficacité et de la sécurité des implants pour améliorer leur tolérance et éviter leur rejet et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation et le traumatisme tissulaire, corollaires de ces interventions et qui handicapent les patients, ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients avec des durées d'hospitalisation et de convalescence réduites.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim ,lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 16 heures pour les ovins) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - En fonction des besoins et préalablement à la procédure d'évaluation du dispositif, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive, - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour minimiser ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale avec prise en charge multimodale de l'analgésie pré, per, et post-opératoire avec l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés, la protection et la surveillance des plaies, la surveillance du reveil d'anesthésie dans des espaces calmes et spécialement aménagés avec évaluation et scoring de la douleur réguliers, ou la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux avec surveillance des signes de douleur par des Techniciens spécialement formés supervisés par des Véterinaires).
Devenir
Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des examens ophtalmologiques ou d'imagerie par exemple) et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs testés dans le projet.
Remplacement
La validation des dispositifs médicaux implantables et des méthodes techniques innovantes dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. Le recours à l’animal vivant pour évaluer les différentes versions de prototypes afin de reproduire fidèlement les contextes clinique, fonctionnel, anatomique et tissulaire qui seront visés par les applications chez les patients est indispensable. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur l'animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.
Réduction
Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Pour réduire le nombre d’animaux, des sélections par méthodes d’imagerie non invasives sont mises en place (IRM, Scanner, Echographie, RX …), permettant par exemple une reconstruction 3D des structures d’intérêt. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.
Raffinement
Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en oeuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateaux techniques opératoires et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Un suivi de la température est réalisé pendant toute la procédure d'implantation chirurgicale et des dispositifs de maintien de la normothermie tels que le système de couverture de réchauffement Bair Hugger© ou des tapis chauffants sont utilisés. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, des protocoles de prises en charge de la douleur sont systématiquement appliqués (AINS et/ou opioïdes). Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux ou individuellement pour les besoins de l'étude, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques sont appliqués tout au long du projet. Les transports d'animaux réalisés entre les 2 EU (35 km) seront réalisés à l'aide de véhicules de types camionnettes fermées ayant reçu une autorisation AT1 délivrée par la DDPP, ventilés, climatisés et spécialement équipés pour le transport des animaux vivants (dispositifs d'abreuvement, tapis antidérapants ou cages de transport, suivi et enregistrement des températures lors des trajets, système de surveillance vidéo des animaux). Les personnels en charge sont formés et titulaires du certificat de convoyeur (CCTROV) et le transport est validé par un Vétérinaire. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour évaluer les dommages réellement subis par les animaux.
Choix des espèces
Les dispositifs testés dans ce projet doivent l’être sur une anatomie semblable à celle de l’Homme avec les mêmes dimensions. Les modèles utilisés ont fait l'objet d'études similaires et sont considérés comme appropriés à cette fin. - Les yeux des porcins et des canins sont en fonction de leurs structures anatomiques les plus semblables à ceux de l'Homme, - Les processus de réparation tissulaire et de cicatrisation est similaire à celui observé chez l'homme, - La taille relative de ces modèles animaux et des organes visés dans ce projet sont compatibles avec l'utilisation d'équipements de chirurgie ophtalmologique, de chirurgie interventionnelle et d'imagerie standards utilisés chez l'Homme. Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme.
Travaux pratiques de DIU de chirurgie miniinvasive sur modèle porc
- Formation professionnelle
Quatre-vingts porcs sont opérés sous anesthésie puis tués avant tout réveil, non pour la recherche mais pour l'entraînement de médecins à la chirurgie mini-invasive dans le cadre d'un diplôme universitaire. Chaque animal subit deux coelioscopies, une par flanc, pour une durée totale d'anesthésie de huit heures avant la mise à mort. Le porteur affirme que l'entraînement sur "organisme vivant" est "indispensable" et que les simulateurs ne suffisent pas à reproduire la tension des tissus et les saignements. Les porcs ne peuvent pas retourner à l'élevage pour des raisons sanitaires, ce qui scelle leur mise à mort dès la fin de la séance.
Objectifs
L’apprentissage de la chirurgie pour les futurs médecins se fait d’abord sur pièces anatomiques puis par parrainage progressif au bloc. Cependant, ce parrainage a ses limites notamment pour l’enseignement à de nouvelles pratiques ou à la manipulation de nouveaux matériels. La coeliochirurgie ou chirurgie par endoscopie est une technique en constante évolution et elle demande un training conséquent avant de maîtriser correctement l’abord et la gestuelle. L’apprentissage de la cœliochirurgie commence par une formation théorique et un entraînement pratique sur des coeliotrainers (simulateurs ex vivo), qui permettent de s’initier à la manipulation des instruments et à la coordination des gestes sous contrôle visuel. Cependant, ces outils ne suffisent pas à reproduire les conditions réelles d’une intervention, notamment la tension des tissus, la fragilité des vaisseaux ou les réactions physiologiques comme les saignements. C’est pourquoi la formation intègre une étape essentielle sur modèle animal vivant, qui offre une expérience plus proche de la réalité avant le passage au bloc opératoire. Cette approche progressive permet aux futurs chirurgiens de maîtriser les gestes fondamentaux (respect des tissus, contrôle de l’hémostase, techniques de suture) dans des conditions réalistes.
Bénéfices attendus
Cette formation permettra aux futurs chirurgiens d'acquérir une expérience pratique solide avant la mise en pratique sur les patients, pour répondre à l’objectif « jamais la première fois sur le patient ». Cette approche progressive garantit une meilleure préparation des chirurgiens pour leur première intervention sur patient, en réduisant significativement les risques d’erreurs et en optimisant les chances de réussite.
Procédures
Les animaux subiront 1 injection par voie intramusculaire pour l'anesthésie (contention environ 1 minute), deux coelioscopies (1 par flanc) sous anesthésie générale pour une durée totale de 8h. Ils seront ensuite euthanasiés, toujours sous anesthésie. La liste des gestes réalisés et leur durée est précisée dans l'annexe jointe.
Impact sur les animaux
Les animaux seront sous anesthésie générale tout au long de la procédure. Ils pourront subir un stress au moment de l'induction de l'anesthésie (contention). L'injection par voie intramusculaire peut engendrer un hématome au niveau de la fesse ou du cou.
Devenir
Il n’y a pas de réveil des animaux, l’euthanasie se déroule sous anesthésie générale, en fin de procédure. Les chirurgies réalisées en nombre ne permettent pas le réveil des animaux. De plus, pour des raisons sanitaires, les porcs ne peuvent pas retourner à l'élevage d'origine.
Remplacement
La pratique chirurgicale correcte (respect des tissus, contrôle des saignements, techniques de suture etc) nécessite absolument un entraînement in vivo. Les pièces anatomiques ne suffisent pas à enseigner la tension des tissus et organes, la fragilité vasculaire ou des parois. Le passage sur organisme vivant est indispensable et il est souhaitable que cet entraînement soit effectif avant la présence en bloc hospitalier, ce qui justifie cette phase préliminaire sur animal. La pratique chirurgicale des apprenants est débutée par une formation avec pelvitrainer au préalable ce qui est en parfaite adéquation avec la règle de Remplacement (3R) pour diminuer le nombre de modèle animaux.
Réduction
L’objectif est ici purement pédagogique. Les effectifs d'animaux sont raménés au minimum pour assurer la formation pratique des apprenants chirurgiens à la coelioscopie.
Raffinement
Pendant toute la durée de leur présence sur la plateforme, les animaux expérimentaux seront maintenus en groupes sociaux (même portée élevée ensemble), dans des cases chauffées et sur paille pour qu'ils puissent fouir et jouer (enrichissement du milieu). Ils seront manipulés dans le calme par des agents expérimentés. Ils arriveront plusieurs jours avant l’anesthésie pour leur acclimatation, et seront mis à jeun avant l’intervention, avec abreuvement adlibitum. Le matin de l'intervention, les animaux sont anesthésiés. Prémédication par voie intramusculaire, puis intubation orotrachéale puis inhalation d’un mélange gazeux d’oxygène vehiculant le gaz anesthésiant pour maintenir l'anesthésie. Un analgésique sera injecté avant le début de la procédure, et renouvelé en début d'après-midi. Une perfusion de serum physiologique additionné d’analgésiques sera administrée durant toute la durée de l’intervention. Les animaux seront installés sur des tapis chauffants. L'anesthésie est maintenue toute la journée, il n'y a pas de réveil des animaux.
Choix des espèces
Le porc présente une anatomie proche de celle de l’Humain, et un format similaire à l’Humain d’où la facilité de manipulation et de reproduction des gestes. Porcelet de 20 à 30 kgs pour avoir une taille des structures anatomiques similaire à celle observée chez l’Humain. Sexe indifférent.
Mesure de la valeur alimentaire des fourrages et des rations chez la chèvre
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Le projet constitue une méthode officielle de référence pour mesurer la valeur alimentaire des fourrages destinés à l'élevage. 120 chèvres vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, sans acte invasif ni mise à mort. Placées en box individuel une douzaine de jours, elles sont pesées, traites et suivies pour mesurer ce qu'elles ingèrent et digèrent, puis réintroduites dans le troupeau et réutilisables au bout d'un mois. Le seul inconfort décrit tient à l'isolement des premiers jours, l'étude servant surtout à calibrer des méthodes de laboratoire pour la filière.
Objectifs
L’objectif du projet est de mesurer la valeur alimentaire des aliments utilisés ou à utiliser en élevage de ruminants (fourrages principalement), c’est-à-dire de déterminer la quantité ingérée volontaire des animaux (alimentation à volonté) et la fraction de cette quantité ingérée qui est digérée dans le tube digestif (digestibilité). Cela implique de mesurer les quantités d’aliment distribuées, refusées, et la quantité de fèces émises, sur une durée totale de 5 jours consécutifs.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont une connaissance approfondie de la valeur alimentaire « réelle » mesurée in vivo sur les animaux. La connaissance de la valeur alimentaire des aliments (fourrages) pour ruminants est un facteur de réussite technique et économique des élevages. Elle permet notamment de ne donner aux animaux que les compléments (concentrés) nécessaires aux besoins des animaux, donc d’augmenter l’autonomie économique et protéique des élevages.
Procédures
Les animaux sont manipulés une fois par procédure pour les monter et les descendre du box, éventuellement pour les brosser ou les nettoyer, et bloquées au cornadis deux fois par jour pour la traite sur place (durée inférieure à 10 min par traite).
Impact sur les animaux
La seule nuisance sur les chèvres concerne le fait qu’elles soient placées en box individuel pendant 12 jours, ce qui peut conduire à un léger stress le premier jour, et à un peu d’inconfort au niveau des pattes.
Devenir
A l’issue de chaque procédure, n’ayant subi aucune mesure ou chirurgie invasive, ni aucun traitement affectant leur santé, les animaux seront ré-introduits dans le troupeau, participeront au renouvellement ultérieur du troupeau et pourront être réutilisés dans de nouveaux projets, après au moins une période de 1 mois.
Remplacement
Ce projet constitue la méthode officielle de référence pour déterminer la valeur alimentaire des aliments pour ruminants (mesure de l’ingestibilité et de la digestibilité in vivo). Elles servent notamment de référence pour la calibration de méthodes alternatives de remplacement, via des équations de régression, comme la mesure en laboratoire de la digestibilité pepsine-cellulase, ou de la prévision de l’ingestibilité à partir des teneurs en matière sèche, matière organique, azote et fibres des aliments. La valeur alimentaire de l’ensemble des aliments utilisés sur le terrain en élevage (chez les éleveurs, par les conseillers, les entreprises de conseil) est calculée via des analyses chimiques, des logiciels et des équations de prévision, à partir donc de ces mesures de référence.
Réduction
Compte tenu des variabilités connues entre individus et entre jours de mesures, le nombre de chèvres (n = 6) et la durée des mesures (5 jours) correspondent au minimum nécessaire pour avoir une bonne précision des mesures, afin d’établir au final une valeur moyenne d’ingestibilité et de digestibilité. Si une chèvre venait à ne pas supporter d’être en box (prostration, chute d’ingestion sur plusieurs jours), elle serait immédiatement sortie de son box et du projet, sans être remplacée (pas de chèvre de secours prévue en phases 1 et 2). Cette situation n’est jamais arrivée jusqu’à présent (toutes les chèvres se sont accommodées facilement dans ces conditions).
Raffinement
Les animaux seront conduits conformément aux règles d’élevage et de bonnes pratiques en place dans l’élevage, avec un suivi et enregistrement du bien-être animal quotidien. L’accès permanent à l’aliment (10-15% de refus chaque jour), à un abreuvoir individuel, à un bloc de sel et oligo-éléments, ainsi que l’environnement (box dans la chèvrerie, contact visuel (pour toutes les chèvres) et physique (deux par deux), ainsi que le sol (caillebotis bois et tapis) permettent un confort pour les chèvres. Le comportement des chèvres et leur niveau d’ingestion sont particulièrement suivis les premiers jours de montée dans les box. Tout animal prostré régulièrement, dont l’ingestion chute, sera sorti des box et sorti du projet. Ce type de comportement est très facile à repérer en caprins. Dans les projets précédents, ce n’est jamais arrivé dans nos conditions d’élevage actuelles (box dans la chèvrerie). La procédure n’induit en elle-même aucune douleur ou souffrance aux animaux (aucune mesure directe sur les animaux, aucune mesure invasive).
Choix des espèces
Les ruminants (bovins, caprins, ovins) sont les animaux cibles de ce type de projet. Les caprins se rapprochent des vaches laitières en termes de besoins liés à leur niveau de production de lait (par rapport à leur poids), et des ovins par leur taille (petits ruminants). Les chèvres sont donc des modèles très intéressants, à la fois pour leurs spécificités (comportement et curiosité alimentaire) et leur similitude physiologique avec les bovins et ovins (tous ruminants). Les chèvres seront en milieu de lactation, avec des mise-bas de janvier-février, et des procédures mises en place entre mars et juin. Plus rarement, les chèvres pourraient être utilisées en fin de lactation (automne) ou durant le début de la période de tarissement (automne-hiver), en excluant le dernier mois de gestation.
Etude des canaux de conduction lente atriaux gauches dans l’induction et le maintien de la fibrillation atriale dans un modèle ovin
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
7 moutons vont être utilisés, tous tués, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit deux opérations cardiaques, l'une de quatre heures pour créer un modèle de fibrillation atriale, l'autre jusqu'à six heures pour déclencher le trouble et l'analyser. Les organes sont ensuite prélevés et mis en commun pour d'autres études du laboratoire. Le porteur annonce, si les résultats sont concluants, une première étude clinique au bout de deux ans, bénéfice suspendu à cette condition face aux dix heures de chirurgie subies par chaque mouton.
Objectifs
La fibrillation atriale est un trouble du rythme cardiaque fréquent (battements cardiaques rapides, désorganisés et irréguliers) pouvant entraîner des palpitations, de la fatigue et augmenter le risque de complications (ex : accident vasculaire cérébral). La présente étude animale vise à déterminer si les cellules cardiaques malades (ou zones de conduction anormale) sont associées à une hausse de la fibrillation atriale persistante. Et également, de montrer que l'élimination de ces cellules permet de réduire le risque de développer de la fibrillation atriale. In fine, les zones de conduction anormale pourraient correspondre à des cibles potentielles d’ablation en dehors des veines pulmonaires chez les patients présentant de la fibrillation atriale et ainsi améliorer significativement leur prise en charge et le traitement de la maladie.
Bénéfices attendus
Le but de ce projet est de permettre de valider l’importance du traitement des « zones malades » dans le cœur pour permettre à moyen terme un meilleur traitement des problèmes d’arythmie cardiaque chez les patients pris en charge. Si les résultats de l’étude sont concluants, ils pourraient faire l’objet d’une première campagne d’étude clinique à la fin du projet (2 ans).
Procédures
Les animaux inclus auront deux opérations chirurgicales, une première pour la création du modèle de fibrillation atriale d’une durée de 4 heures maximum et une seconde pour induire la fibrillation et faire les analyses, d’une durée de maximale de 6 heures.
Impact sur les animaux
Effets fréquents, de sévérité légère à modérée : Somnolence, confusion ou agitation au réveil, Diminution transitoire de l’activité et de l’appétit, Hypothermie liée à l’opération, Récupération lente ou incoordination, Douleur post-opératoire Effets rares, potentiellement modérés à sévères : Complications respiratoires (trouble respiratoire, hypoventilation, obstruction au réveil), Complications cardiovasculaires (hypotension, arythmies), Régurgitation avec risque d’aspiration, Troubles métaboliques (perturbations de la glycémie), Complications liées à l’intubation ou à la position (lésions de pression, irritation des voies aériennes).
Devenir
Les animaux seront euthanasiés en fin de procédure pour des analyses post-mortem. Les organes et tissus prélevés seront mis en commun et utilisés pour différentes études internes du laboratoire.
Remplacement
Le but de l’étude étant de démontrer la faisabilité et l’efficacité de ce traitement chez l’homme. le modèle animal est nécessaire pour valider nos hypothèses et en cas de résultat positif nous permettre de lancer une étude clinique. Nous ne pouvons malheureusement pas valider ce concept par une simulation ou des analyses statistiques.
Réduction
Le nombre d’animaux a été défini à partir des données de la littérature et du design expérimental. Ce protocole permet de maximiser les données obtenues par animal (électrophysiologie, histologie et imagerie), limitant ainsi le nombre total d’animaux nécessaires.
Raffinement
Dès la phase d’acclimatation, une habituation à l’EU est mise en place avant le début de l’étude, avec des manipulations régulières des animaux afin de les familiariser à la présence humaine et de réduire leur stress. Lors des phases expérimentales, les animaux seront sous anesthésie générale et analgésie appropriée avec une ventilation mécanique et une surveillance. Si l’état de l’animal le nécessite, les responsables de projet et/ou les vétérinaires pourront intervenir pour adapter les soins analgésiques. Si un point limite est atteint, l’animal fera l’objet d’une évaluation clinique et des mesures correctives adaptées seront mises en place (soins, traitement analgésique,...). Si l’état de l’animal ne s’améliore pas et ne permet pas un retour à son état basal malgré ces mesures ou si une souffrance persistante est observée, une décision d’euthanasie pourra être prise afin d’éviter toute souffrance prolongée.
Choix des espèces
Les Ovins sont moins susceptibles de présenter une fibrillation ventriculaire lors des manipulations cardiaques par rapport au modèle porcin. En outre, le modèle ovin se prête parfaitement à la création de lésions chroniques, comme cela a déjà été montré dans des travaux scientifiques publiés. 12 mois d’âge : robustesse des animaux à cet âge, uniformité et contrôle des données, physiologie et anatomie proches de l'Homme notamment en terme de taille et poids des organes, réduction de la variabilité biologique liée à la maturation ce qui facilite les comparaisons et l'interprétation des résultats.
Exposition du tube digestif à la tilmicosine après administration orale de tilmicosine associée ou non à un peptidomimétique chez le porc
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Maladies animales
Soumis à une administration orale d'antibiotique puis à une prise de sang et une mise à mort sous anesthésie, 20 porcelets vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Le projet vise à mettre au point un traitement des diarrhées du porcelet en post-sevrage en associant la tilmicosine à une nouvelle molécule. Chaque animal est tué pour prélever les contenus intestinaux et mesurer les concentrations atteintes, ses autres organes étant récupérés pour d'autres équipes. Le porteur décrit une démarche "une seule santé" visant à moins recourir aux antibiotiques, tout en reconnaissant qu'il n'est "pas encore possible de se passer des antibiotiques" en élevage.
Objectifs
Le projet a pour objectif de développer un traitement des diarrhées colibacillaires du porcelet. Ces diarrhées peuvent en effet être à l'origine d'une importante mortalité chez les porcelets et le traitement actuel est peu efficace. Le nouveau traitement que nous souhaitons tester combine l'utilisation d'un antibiotique déjà utilisé chez le porc avec une nouvelle molécule facilitant la mise en contact des bactéries avec l'antibiotique tout en ayant également un effet antibactérien en propre.
Bénéfices attendus
A court terme, le bénéfice attendu du projet en termes de santé animale est de développer un traitement efficace contre les diarrhées colibacillaires chez le porcelet en post-sevrage afin de limiter la mortalité chez ces animaux jeunes ne répondant pas à la vaccination. A plus long terme, ce projet s'inscrit dans le cadre d'une révision de l'utilisation des antibiotiques en élevage et d'une approche "une seule santé". En effet, il n'est pas encore possible de se passer des antibiotiques pour soigner les animaux en élevage, mais une utilisation plus raisonnée et efficace des antibiotiques existants permettra d'en utiliser moins (d'où également une moins large dissémination dans l'environnement) et de préserver certaines molécules pour l'utilisation exclusivement en santé humaine.
Procédures
Pour les porcs recevant une solution d’antibiotique combinée ou non à la molécule candidate, l’administration orale n’excèdera pas 1 min. Pour tous les porcs, une prise de sang (moins de 30 sec) sera réalisée après anesthésie (moins de 30 sec également) et avant mise à mort pour prélèvement des contenus intestinaux.
Impact sur les animaux
Les porcs vigiles seront tout d’abord soumis à une administration par voie orale de l’antibiotique seul ou conjointement à la nouvelle molécule. Cette intervention est une intervention engendrant du stress pour l’animal, mais non douloureuse et durant moins d’une minute. Le risque de fausse route, déjà limité chez le porc du fait de caractéristiques morphologiques particulières, sera évité par deux tests effectués juste avant administration de la solution. Aucun effet indésirable n’est attendu lors de l’administration de l’antibiotique. Cependant, nous ne pouvons pas exclure un effet de la nouvelle molécule, même si d'autres molécules proches sont déjà utilisées en médecine humaine ou vétérinaire. Il est probable que si des effets secondaires apparaissent lors de l’administration orale des deux substances, il s’agira d’une réaction de type allergique transitoire ou de trouble digestif mineur. Les animaux seront également exposés à un stress de courte durée lors de l’anesthésie précédant le prélèvement sanguin et la mise à mort.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés pour prélèvement des contenus intestinaux afin de déterminer les concentrations en antibiotique et nouvelle molécule qui atteignent effectivement le tube digestif.
Remplacement
Il est nécessaire d'utiliser des animaux pour déterminer le devenir d'un médicament dans un organisme (pharmacocinétique) car les études in vitro ne permettent pas de prendre en compte la complexité des mécanismes mis en jeux (absorption, métabolisme hépatique, diffusion tissulaire, élimination rénale...). Cependant, les études d’efficacité du traitement sur les colibacilloses seront réalisées in vitro (remplacement de l'utilisation d'animaux infectés) et les ajustements de schéma posologique qui seront réalisés par la suite ne seront pas réalisés sur animaux mais in silico par modélisation.
Réduction
Une étude pilote sur un nombre réduit d'animaux nous a permis de déterminer une cinétique complète de l'antibiotique dans les contenus intestinaux afin de sélectionner seulement les trois temps de prélèvement les plus pertinents (au lieu d'au moins 7 pour une étude complète) pour décrire la distribution de l'antibiotique et de la molécule candidate lors d'une administration conjointe ou non et ainsi utiliser moins d'animaux dans ce projet. De plus, les porcs utilisés ici seront utilisés également pour d'autres projets, d'autres organes étant prélevés conjointement aux contenus intestinaux pour une utilisation par d'autres équipes de recherche de l'unité ou externes à l'unité.
Raffinement
Les porcs seront hébergés en groupe et nourris à volonté. Ils auront accès à des balles à mâcher, des mordillots, des ballons, des cartons. Des blocs de copeaux seront également laissés au sol pour que les animaux puissent les détruire et fouir dedans. Pour limiter le stress des manipulations (administration par voie orale et prélèvement sanguin), ils seront entrainés à être touchés, contenus de plus en plus longtemps au sol puis pris dans les bras et récompensés avec du sirop de cassis et des chamallows. L'administration de la nouvelle molécule ne sera pas faite sur tous les porcs en même temps. Nous n'administrerons tout d'abord que les 2 porcs qui doivent être prélevés 24h après administration. Ce n'est que si le suivi des ces animaux, de l'administration à l'euthanasie, ne nous indique pas d'effet indésirable majeur que nous administrerons la nouvelle molécule aux 6 autres porcs.
Choix des espèces
Le projet sera réalisé sur l'espèce cible. Le projet sera réalisé sur des porcelets en post-sevrage (arrivée au moment du sevrage, soit à 28 jours), les porcelets à ce stade de développement étant sensibles aux colibacilloses avec une mauvaise réponse à la vaccination.
Mise au point du modèle de transplantation hépatique dans un modèle porcin
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
Les donneurs ne peuvent survivre sans leur foie et les receveurs sont tués après la greffe: 10 cochons vont être utilisés, la moitié opérée et tuée sans réveil, l'autre soumise à une souffrance modérée. Les receveurs subissent une transplantation de cinq heures, puis trois jours en cage métabolique individuelle avec prélèvements de sang et d'urine, avec un risque de douleurs postopératoires et de mortalité. Il s'agit d'une simple mise au point du modèle chez le porc, pour de futures recherches sur la préservation des greffons. Le porteur juge le gros animal "indispensable" parce que les machines de perfusion sont conçues à taille humaine.
Objectifs
Au cours d’une transplantation d’organe, les phénomènes liés à l’ischémie-reperfusion créent des lésions induisant une dysfonction du greffon à la phase précoce et peuvent faciliter son rejet. L’ischémie est la phase où l’organe est privé de la circulation sanguine. La reperfusion de l'organe se traduit par la reprise de la circulation sanguine et donc des apports en nutriments et oxygène. L’ischémie-reperfusion est aussi impliquée dans les mécanismes de lésions chroniques à plus long terme. Le monde de la transplantation est à un virage pour la préservation d’organes : pendant des décennies le greffon, après prélèvement et en attente de greffe, était juste refroidi et rincé avec un liquide de conservation. Depuis quelques années pour le foie, le poumon et maintenant le cœur, des machines de perfusion hypo et normothermiques ont été mises sur le marché. Ces machines permettent de placer l’organe dans un conteneur hermétique, stérile et de brancher ses vaisseaux pour circuler soit du liquide de préservation froid, oxygéné (machines hypothermiques) ou du sang du donneur, réchauffé à 37°C et oxygéné (machines normothermiques). Cela permet de recharger les cellules en énergie, évacuer certains produits toxiques de lyse cellulaire, voire tester la fonction du foie via les paramètres biologiques dans le liquide de perfusion, la production de bile. En théorie les lésions d’ischémie – reperfusion devraient être nettement diminuées avec ce type de préservation. Ces machines de perfusion sont arrivées sur le marché avec peu de données et leur utilisation a commencé de manière peu contrôlée. Leur essor impose un retour à la recherche pour tester diverses configurations, comparer les machines entre elles et définir leur rôle exact en transplantation d’organes. Nous avons donc besoin de mettre sur pied un modèle reproductible de transplantation hépatique chez le gros animal, qui permettra de développer des protocoles collaboratifs de recherche autour des méthodes nouvelles de préservation d’organes visant à diminuer les conséquences de l’ischémie – reperfusion. L’objectif de la demande est de mettre en place un modèle reproductible de transplantation hépatique dans un modèle porcin. C’est un modèle très répandu dans la littérature mais rendu difficile par l’instabilité hémodynamique du porc lors de la transplantation hépatique. Nous devons adapter en conséquence la technique chirurgicale et regarder le modèle dans son ensemble (fonctions cardiaque, pulmonaire, rénales)
Bénéfices attendus
La mise au point du modèle de transplantation hépatique chez le porc donnera la possibilité de tester dans un modèle pré-clinique les possibilités de préservation du foie, des médicaments destinés à diminuer les réactions d’ischémie – reperfusion, des protocoles d'immuno-suppression, mais aussi ouvrira la porte à des collaborations intéressantes avec d’autres équipes françaises sur des projets de xeno-transplantation, de recherche dans l’immunologie, etc.
Procédures
Pour les animaux donneurs : procédure chirurgicale sous anesthésie générale avec analgésie peropératoire et surveillance, d'une durée de 2h30. Pour les animaux receveurs : procédure chirurgicale sous anesthésie générale avec analgésie per et postopératoire et surveillance, d'une durée de 5h; 1 prise de sang sous anesthésie générale en fin de chirurgie; 3 prélèvements sanguins sur animal vigile, à l’aide d’un cathéter posé lors de la procédure initiale (durée 5 minutes); 3 prélèvements d’urine en cage métabolique; hébergement individuel en cage métabolique durant 3 jours post greffe.
Impact sur les animaux
Durant les 3 jours de l’étude, les animaux seront maintenus en cage métabolique individuelle afin de permettre un suivi clinique, biologique et fonctionnel rapproché. Cette période implique un isolement relatif et une limitation des déplacements, susceptibles de générer un stress. Des prélèvements sanguins réguliers seront nécessaires pour le suivi de la fonction de l’organe greffé. Ces prélèvements seront réalisés via un cathéter veineux central. Ces manipulations peuvent occasionner une gêne temporaire, un risque d’infection locale. L’injection pour la première anesthésie peut provoquer une douleur ainsi qu’un hématome, et la contention lors de cette injection peut engendrer du stress. Les interventions chirurgicales majeures (prélèvement du foie et transplantation) sont susceptibles d’entraîner des douleurs postopératoires. Des complications opératoires peuvent survenir, telles qu’un hématome ou un abcès. La mortalité reste une possibilité en cas de non reprise de fonction de l’organe.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à l'issue des procédures. En effet, les donneurs ne peuvent survivre sans foie, et des prélèvements d'organes seront effectués sur les receveurs.
Remplacement
Il s’agit d’une mise au point de modèle. La transplantation hépatique chez le gros animal est un modèle extrêmement précieux dans l'étude de la préservation et de la perfusion du foie ex vivo. Le gros animal est nécessaire, pas seulement comme modèle pré-clinique, proche de l’homme, mais aussi parce que les machines de perfusion sont toutes destinés à un usage humain et sont développées à taille humaine avec un régime de fonctionnement de pression et de débit qui ne permet pas la transposition dans un modèle murin. D’autre part, comme il s’agit de préservation dynamique (perfusion de l’organe en dehors du corps, avec des liquides de préservation enrichis en oxygène), il est impossible de créer un modèle cellulaire ou tissulaire comparable. L’objectif final est d’évaluer la qualité de conservation d’un organe et la manière dont il reprend la fonction, il est donc indispensable de disposer d’un modèle de transplantation chez le gros animal.
Réduction
Il s’agit d’une mise au point de modèle. Nous avons diminué le plus possible le nombre d’expériences (quatre expériences + 1 supplémentaire en cas d'échec) nécessaires à la mise au point, en utilisant les données de la littérature, nos précédentes expériences et en essayant un maximum d’utiliser les donneurs de foie à d’autres expériences dans le cadre d’autres projets, comme celui d’ischémie – reperfusion de l’intestin.
Raffinement
Les animaux arriveront 10 jours avant la chirurgie à Pixanim pour s’acclimater aux locaux et au personnel. Ils seront hébergés en cases collectives dans une salle climatisée. L’enrichissement du milieu sera assuré par l’ajout de paille, de bidons et de jouets adaptés. Les chirurgies seront réalisées sous anesthésie générale. La douleur sera prise en charge par une analgésie multimodale. Une surveillance vidéo sera mise en place. Les animaux seront placés en cage métabolique pendant la durée du projet pour le suivi fonctionnel rapproché, avec limitation des déplacements. Afin d’atténuer l’impact de cet isolement, deux animaux seront suivis en parallèle, et les cages seront proches pour permettre un contact visuel, auditif et olfactif entre congénères. Durant leur séjour sur la plateforme, les animaux seront visités 4 à 5 fois/jour, manipulés avec douceur et dans le calme, des récompenses (caresses, sucreries) seront dispensées après chaque acte. Des critères de surveillance quotidiens seront appliqués : comportement, alimentation, mobilité, diurèse. En cas de signes d’altération de l’état général, une évaluation sera immédiatement menée avec le vétérinaire référent, le porteur du projet et le responsable du bien-être animal. Si aucune amélioration rapide n’est attendue, une décision d’euthanasie anticipée sera prise. L’euthanasie sera alors pratiquée sous anesthésie générale.
Choix des espèces
Le modèle porcin est largement utilisé dans le monde de la recherche en transplantation, notamment la transplantation hépatique. Le choix du porc comme espèce expérimentale est motivé par sa grande pertinence scientifique et translationnelle. Sur le plan anatomique et physiologique, le système hépatique porcin est très proche de celui de l’homme, ce qui en fait un modèle particulièrement adapté pour l’étude de la transplantation de foie. Au début des modèles de transplantation du foie le modèle canin a été le premier utilisé, mais actuellement il a été largement remplacé, sur tous les continents par le modèle porcin. Nous utiliserons des animaux de 40 à 50 kg, ce qui correspond à 3-4 mois d’âge. La raison est d’avoir des animaux dont la taille du foie est comparable avec celle du foie d’un adulte humain, la taille des vaisseaux également pour pouvoir utiliser les machines de perfusion existantes, développées pour un usage humain.
Etude de la pharmacocinétique, de la pharmacodynamie et de l’innocuité aiguë du NbutGT chez le cheval sain
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Toutes gardées en vie pour être réutilisées, 8 juments Trotteur Français vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent une injection intraveineuse d'un médicament candidat, puis dix prélèvements de sang et cinq d'urine par dose au moyen de cathéters posés dans la veine jugulaire et dans la vessie, sous anesthésie locale. L'objectif est de mesurer chez le cheval sain la pharmacocinétique d'une molécule avant un futur essai sur des chevaux en sepsis, une complication mortelle des coliques. Le porteur justifie la réutilisation par le faible niveau de sévérité et l'absence attendue d'effets durables.
Objectifs
Les coliques font partie des maladies les plus importantes chez le cheval, tant d'un point de vue médical qu'économique. Elles sont responsables d’énormes pertes économiques et sportives pour la filière équine en raison de leur fréquence et de la gravité de leurs complications. Si elles se résolvent le plus souvent grâce à un traitement médical mis en place sur le terrain, dans 30% des cas, les coliques aboutissent à une complication grave appelée sepsis qui est l’un des premières causes de mortalité équine. Le sepsis est une réponse déréglée de l'hôte à l’infection qui est associée à une forte inflammation systémique et une défaillance multi-viscérale mortelle dans 40% des cas. Malgré les progrès récents pour la gestion des coliques chez le cheval, il reste beaucoup d'inconnues lors de sepsis. Plusieurs études scientifiques ont démontré son impact négatif sur les chances de survie. Nous avons mis au point un score de sepsis équin similaire à celui utilisé chez l’homme et avons identifié une combinaison de 4 protéines dérégulées chez les chevaux admis en clinique pour diagnostiquer un sepsis. Nous avons montré que les niveaux sanguins d’une modification des protéines (O-N-acétylglucosaminylation notée O-GlcNAc) impliquées dans la survie cellulaire et l’adaptation au stress aigu sont mesurables chez le cheval et qu’ils diminuent au cours du sepsis, suggérant que ce mécanisme pourrait également constituer une cible thérapeutique pertinente dans cette espèce. Nous avons également démontré dans différents modèles de choc septique chez le rat et la souris que l’augmentation pharmacologique des niveaux sanguins et tissulaires de l’O-GlcNAc est associée à des effets cliniques bénéfiques et à une diminution importante de la mortalité. L'objectif général du programme de recherche est de confirmer la pertinence de l’augmentation des niveaux de O-GlcNAc par l'administration d'un médicament inhibant de l'enzyme la O-GlcNAcase qui dégrade l'O-GlcNAc lors d’un sepsis chez le cheval. Pour atteindre cet objectif, le projet a pour but de répondre à une première phase de validation des propriétés pharmacologiques (pharmacocinétique, pharmacodynamie et innocuité) chez le cheval sain d’un médicament (le Nbut GT) augmentant les niveaux de O-GlcNAc, de déterminer la posologie adaptée au cheval avant de réaliser un essai clinique sur chevaux en sepsis.
Bénéfices attendus
Le projet va permettre de générer des données inédites chez le cheval concernant la pharmacocinétique, la pharmacodynamie et la tolérance aiguë d’un inhibiteur de la O-GlcNAcase. Ces données sont indispensables pour : • déterminer une dose pertinente dans l’espèce cible, • décrire le profil temporel de l’effet biologique, • identifier d’éventuels effets indésirables à court terme, • définir une fenêtre thérapeutique compatible avec une administration en situation d’urgence. Ces résultats constitueront une étape clé pour rationaliser le développement ultérieur du médicament et permettront de concevoir un essai clinique pilote chez des chevaux atteints de sepsis, en limitant les incertitudes liées à la sécurité et au schéma posologique. À moyen terme, si les résultats sont favorables, cette approche pourrait contribuer à améliorer le pronostic vital des chevaux atteints de sepsis, à réduire la mortalité associée aux coliques compliquées et à favoriser une récupération clinique plus rapide. Une telle amélioration aurait également un impact positif sur la durée et le coût des hospitalisations en clinique équine. Du point de vue de la filière équine, les coliques représentent l’une des principales causes de consultation, d’hospitalisation et de pertes économiques. Le sepsis constitue un facteur pronostique particulièrement défavorable, souvent associé à des complications sévères pouvant entrainer la mort. Le développement d’un traitement innovant administrable précocement pourrait : • réduire les pertes économiques liées à la mortalité, • améliorer la prise de décision clinique en situation critique, • renforcer l’attractivité et la compétitivité de la filière équine française en matière de soins vétérinaires de pointe. En cas de résultats positifs, ce projet pourrait ouvrir la voie à une valorisation clinique et industrielle, avec la perspective d’un développement réglementaire et d’une mise sur le marché d’un médicament spécifiquement destiné à l’espèce équine ou repositionné pour cette indication.
Procédures
Les chevaux seront soumis à la réalisation d'examens cliniques incluant un examen neurologique, à une injection intraveineuse du médicament, à des prélèvements de sang et d'urine. Tout sera réalisé sur animal vigile. Lorsque les prélèvements sont rapprochés sur les premières heures après l'injection du médicament, ils seront réalisés par l'intermédiaire d'un cathéter laissé en place dans la veine jugulaire pour le sang et dans l'urètre jusque dans la vessie pour l'urine : 10 prélèvements de sang par dose de médicament (2 doses testées) se décomposant en 3 prélèvements par ponction veineuse directe et 7 prélèvements dans le cathéter veineux jugulaire, 5 prélèvements d'urine par dose de médicaments (2 doses testées), les trois premiers prélèvements étant rapprochés dans le temps, le cathéter urinaire sera maintenu en place. Le prélèvement sanguin dure moins d'une minute aussi bien par ponction veineuse directe que dans le cathéter intraveineux maintenu en place. Le prélèvement urinaire se réalise en 1 minute lorsque le cathéter urinaire est maintenu en place et 5 minutes lorsqu'il est précedé de l'insertion du cathéter dans la vessie par les voies naturelles (désinfection de la vulve et de l'entrée du vagin avant le passage du cathéter).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables potentiels liés à la molécule étudiée sont prévus d’être faibles, au regard des données disponibles issues d’études précliniques et cliniques. Des inhibiteurs de la O-GlcNAcase appartenant à la même classe pharmacologique que le NButGT ont été administrés chez l’homme lors d’essais cliniques de phase I, à des doses très supérieures à celles envisagées dans le présent projet, sans mise en évidence d’effets indésirables cliniquement significatifs, y compris lors d’administrations à des doses jusqu’à 100 fois supérieures à la dose efficace. Concernant le NButGT, aucune toxicité aiguë n’a été observée dans les études précliniques menées chez différentes espèces animales (rat, souris, lapin, porc). Sur la base de ces données multi-espèces et de l’administration d’une dose unique, il est peu probable que des effets toxiques aigus surviennent chez le cheval. Les effets indésirables liées aux procédures expérimentales sont associées aux prélèvements sanguins et urinaires répétés et à la douleur au moment de la pose du cathéter intraveineux. Cependant ces procédures seront réalisées par du personnel expérimenté, sous anesthésie locale, en respectant les bonnes pratiques vétérinaires, afin de minimiser la douleur et le stress. Les effets secondaires d'un médicament de la même classe pharmacologique que le NbutGT, rapportés chez l'homme sont rares et comprennent une céphalée et des douleurs musculaires de courte durée. Chez le rat, un abattement et une baisse de l'appétit ont été parfois constatés avec les doses les plus hautes testées.
Devenir
Les chevaux seront tous gardés en vie et maintenus dans un troupeau expérimental pour la réutilisation. En se basant sur les données connues chez le rat, le porc et l'homme, il est estimé que l'administration du médicament aux doses choisies n'entrainera pas d'effet secondaire à long terme et des effets secondaires minimes à absents à court terme. Il n'y aura pas de modification biologique et immunologique prolongée, ce qui justifie la réutilisation en plus de la classe de sévérité du projet (classe légère)
Remplacement
Dans le cadre de ce projet, l’utilisation d’animaux est strictement limitée à cette étude où aucun modèle alternatif ne permettrait de répondre aux questions scientifiques posées. En amont, de nombreux tests in vitro sur cellules en culture et des expérimentations in vivo sur souris, rats, lapins et porcs ont été réalisées afin de valider la pertinence et la sécurité du médicament, réduisant ainsi le nombre d’expérimentations nécessaires sur le cheval. Cependant, malgré ces efforts, le remplacement total des modèles animaux demeure actuellement difficile. Les interactions complexes entre la maladie, le traitement et l’environnement biologique ne peuvent être entièrement reproduites par des modèles in vitro ou par des approches alternatives comme les organoïdes ou les simulations informatiques. Les études sur des modèles animaux sont donc indispensables pour évaluer la faisabilité et la tolérance de l’approche dans un organisme vivant, en tenant compte des paramètres biologiques.
Réduction
Le protocole expérimental est conçu pour minimiser le nombre d’animaux utilisés. Les études seront rationalisées en intégrant plusieurs objectifs dans un même protocole (pharmacocinétique, toxicité, pharmacodynamie). De plus, les observations seront effectuées en combinant différentes analyses afin d’exploiter chaque modèle au maximum de sa pertinence scientifique, réduisant ainsi le besoin de nouveaux groupes expérimentaux.
Raffinement
Hébergement en groupe social stable au pré ou au paddock entre les phases d’expérimentation avec accès au foin et à l’eau à volonté. Réutilisation de chevaux d'expérimentation, ayant déjà été habitués aux locaux, aux opérateurs et aux manipulations ainsi qu'aux prélèvements biologiques sur une base d'entrainement avec renforcement positif. Hébergement au box individuel avec contact visuel, olfactif et auditif entre congénères pendant les phases de test. Mise en place d’un cathéter intraveineux jugulaire pour l’injection du médicament et les prélèvements répétés de sang pour limiter le nombre de ponctions veineuses. Mise en place du cathéter après anesthésie locale de la peau. Mise en place d’un cathéter urinaire pour prélèvements répétés d’urine avec utilisation de gel anesthésique.
Choix des espèces
Le cheval est l’espèce cible pour ce médicament. 1 lot de juments adultes entre 9 et 15 ans, de race Trotteur Français. Le choix est de limiter la variabilité individuelle en sélectionnant une seule race, 1 seul sexe avec un âge adulte moyen et un gabarit similaire.