Macaques à longue queue
Mise en place d’un modèle primate non humain de peste pulmonaire et étude d’un vaccin anti-peste.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Exposés au bacille de la peste par aérosol ou par sonde endotrachéale, 104 macaques à longue queue subissent des procédures dont 82 classées au niveau de souffrance le plus élevé. Ils reçoivent jusqu'à quatorze prélèvements sanguins, autant de prélèvements nasopharyngés, rectaux et de fèces, jusqu'à trois scanners du thorax, un ou deux lavages broncho-alvéolaires, et entre dix et trente anesthésies chacun. Le porteur attend une fièvre dès le deuxième jour, des signes de pneumonie dès le troisième, une anorexie et un état léthargique, et prévoit un hébergement individuel après l'exposition au bacille. Cent d'entre eux sont tués parce que la bactérie représente un risque pour la santé humaine, les quatre restants, qui n'auront reçu que le vaccin ou une bactérie non pathogène, pouvant être réutilisés dans d'autres protocoles après avis vétérinaire.
Objectifs
Au cours de l’histoire, les trois grandes épidémies de peste ont fait jusqu’à 100 millions de morts. Le bacille à l’origine de la peste, Yersinia pestis, est responsable des différentes formes de peste (bubonique, pulmonaire, septicémique, méningée et digestive), selon la voie d’entrée du bacille (bactérie de forme allongée)) dans l’organisme du patient. La peste reste mortelle de nos jours dans le monde, les derniers décès reportés datant de moins d’un an. Bien qu’il existe des traitements antibiotiques relativement efficaces contre la plupart des formes de la peste, le risque d’émergence de bacilles multirésistants aux antibiotiques posent des problèmes de santé publique. Il existe un vaccin commercial, mais celui-ci n’est pas homologué en France du fait de ses nombreux effets secondaires. À ce titre, le développement d’un nouveau vaccin oral contre Y.pestis est primordial. Les objectifs du projet sont donc de : *mettre en place un modèle de peste pulmonaire avec Y. pestis chez le primate non humain *déterminer la dose optimale de vaccin requise pour induire une réponse immunitaire maximale pour un bon niveau de sécurité, *Démontrer l’innocuité et l’efficacité du vaccin contre la peste pulmonaire
Bénéfices attendus
La recherche d’un vaccin efficace et sûr contre la peste est un enjeu de sécurité et de santé majeur. A court terme, ce projet permettra de disposer d’un modèle pertinent pour évaluer l’efficacité d’un vaccin contre la peste. A plus long terme, le vaccin développé dans ce projet sera utile non seulement pour lutter contre les épidémies récurrentes et peut s’avérer être la seule alternative possible face à l’émergence de bactéries multirésistantes.
Procédures
*Prélèvement de sang, jusqu’à 1 fois par jour pendant la première semaine puis une fois par semaine pendant 7 semaines (max : 14). Un prélèvement de sang prend environ 2 minutes par animal. *Prélèvement de fluides nasopharyngés et rectaux et prélèvement de fèces, jusqu’à 1 fois par jour pendant la première semaine puis une fois par semaine pendant 7 semaines (max 14). Ces prélèvements prennent environ 5 minutes en tout. *Imagerie de type scanner du thorax seront réalisées (maximum 3/animal). Ceci prend environ 20 minutes. *Suivi quotidien des animaux (incluant un suivi vigile, un suivi anesthesié, une pesée, les contrôles des paramètres de santé de l’animal (respiration, fréquence cardiaque, oxymétrie etc…). Jusqu’à 5 fois par semaine. Ce nombre pourra être adapté si l’animal montre des signes de mauvaise santé. Ceci est réalisé sur animal anesthésié et prend environ 5 minutes. *Exposition des animaux par voie aérosol : une fois par animal. Ceci est réalisé sur un animal anesthsié à l’aide soit d’un masque positionné sur la bouche et le nez de l’animal ou soit à l’aide d’une boite d’aérosolisation dans laquelle est positionnée la tête de l’animal. Ceci prend environ 20 minutes. *Exposition par voie endotrachéale : une fois par animal. Ceci est réalisé sur animal anesthésié à l’aide d’une sonde à ballonnet. Ceci prend environ 15 minutes par animal. *Vaccination orale : une fois par animal. Ceci est réalisé sur animal anesthésié à l’aide d’une sonde gastrique utilisable en clinique humaine. Ceci prend environ 10 minutes par animal. Toutes ces manipulations seront effectués sur des animaux anesthésiés. Le nombre d’anesthésie est variable car les animaux ne seront pas observés pendant le même temps à différentes étapes du projet. Cela peut varier entre environ 10 et 30 fois par animal répartis sur des temps allant de quelques jours à plusieurs mois. Le temps que dure l’anesthésie est également variable et ira de 10 minutes (prélèvements habituels + contrôles de l’état de santé) à 30 minutes environ (imagerie).
Impact sur les animaux
La peste pulmonaire chez le modèle primate non humain est proche de ce qui a été documenté chez l’homme et est donc potentiellement mortelle si elle évolue sans traitement. Dans les deux jours post infection, il est attendu que les animaux développent une fièvre. Dès le troisième jour, des symptômes semblables à une pneumonie (sans toux) seront détectables. Une anorexie et un état léthargique pourront accompagner ce stade. Des atteintes du foie et de la rate sont possibles et seront surveillées. Les animaux vont également subir des anesthésies répétées qui pourront se traduire par une légère déshydratation qui sera surveillée et compensée au besoin. Enfin, un ou deux lavages broncho-alvéolaire pourront être réalisés chez les animaux anesthésiés afin de suivre la présence de la bactérie directement dans le poumon. Afin de limiter l’inconfort lié à cette procédure le nombre de ces procédure a été limité au minimum et un traitement symptomatique pourra être utilisé le cas écéhant. Par ailleurs, l’hébergement individuel des animaux, qui aura lieu uniquement après exposition au bacille pourrait entrainer un stress qui sera compensé par un programme défini par la cellule « bien-être animal » de l’établissement par l’enrichissement de leur milieu de vie. D’après les résultats obtenus chez la souris, il n’est pas attendu que le vaccin provoque de nuisance.
Devenir
Du fait que la pathologie a des conséquences importantes pour les animaux et que le bacille représente un risque pour la santé humaine, tous les animaux qui recevront la bactérie seront euthanasiés. Les animaux ayant reçu soit une bactérie non pathogène, soit le vaccin mais n’ayant pas reçu la bactérie pourront être réutilisés dans d’autres protocoles après un avis vétérinaire favorable.
Remplacement
Il n’existe pas d’alternative non animale pour réaliser ce projet. L’objectif est de mettre en place un modèle cliniquement cohérent d’infection par Y. pestis pour évaluer la protection induite par un vaccin. Ce type d’évaluation nécessite un organisme entier car les atteintes sont multiples et réparties sur plusieurs organes. Le modèle choisi doit permettre d’étudier les différentes composantes des réponses immunitaires (humorale et cellulaire). Enfin, la recherche d’effets secondaires indésirables consécutifs à la vaccination demande un modèle suffisamment proche de l’homme pour espérer une bonne représentation de ce qui sera observé. A ce titre, et en l’état actuel des connaissances, ces différents éléments ne peuvent pas encore être étudiés in vitro, in silico (à l’aide d’une modélisation mathématique) ou ex vivo (en dehors de l’organisme). Toutefois, cette phase préclinique de test du vaccin ainsi que l’établissement du modèle reposent sur l’analyse d’un ensemble de publications scientifiques reconnues et dont une bonne partie repose sur des résultats obtenus chez la souris.
Réduction
L’établissement de la dose vaccinale suit une méthode éprouvée dans la littérature scientifique ce qui permettra une approche statistique robuste en utilisant le moins d’animaux possible. La mise en place du modèle d’infection par Y. pestis repose sur une méthode déjà publiée. Cette méthode permettra de ne pas utiliser plus d’animaux que nécessaire car nous attendrons d’avoir les résultats d’une étape avant de passer à la suivante. De ce fait, le nombre d’animaux inclus pourra être revu à la baisse. Cette méthode a été démontrée comme statistiquement robuste en utilisant le minimum d’animaux. Enfin, lors de la vérification de la réponse vaccinale, le nombre d’animaux retenu par groupe a été limité au minimum permettant une comparaison des résultats obtenus par l’utilisation de tests statistiques bien établis et démontrant ainsi l’efficacité du candidat vaccin testé.
Raffinement
L’ensemble des procédures seront effectuées sur des animaux anesthésiés. Les animaux seront suivis quotidiennement par du personnel formé et des mesures seront réalisées à chaque anesthésie en plus des mesures de température toute les deux heures grâce à la puce implantée à l’animal avant le début de l’expérimentation. Des points limites basé sur la bibliographie ont été établis par les vétérinaires de l’installation et le responsable de la cellule locale du bien-être animal avant le début des expérimentations animales. Ceux-ci seront adaptés au fur et à mesure de l’établissement du modèle afin de suivre de près l’évolution clinique des animaux et de proposer une approche prédictive qui servira d’aide à la décision de mise en place de mesure limitant la souffrance et à la décision d’euthanasie.
Choix des espèces
Considérant toutes les contraintes énumérées ci-dessus, le primate non humain a été choisi comme modèle d’étude pour ce projet. Les macaques cynomolgus ont été sélectionnés pour plusieurs raisons : • Leur sensibilité à l’infection par Y.pestis. • Ils réunissent les éléments nécessaires à l’évaluation de vaccins : leurs réponses immunitaires et vaccinales sont similaires à celles de l’homme, et les techniques et outils d’exploration de la réponse immunitaire et de la réponse vaccinale sont disponibles et maitrisés chez ces espèces, contrairement à d’autres modèles d’infections respiratoires régulièrement utilisées comme le rat ou la souris. • Ils ont déjà fait l’objet de quelques publications scientifiques qui détaillent des symptômes et des atteintes semblables à ce qui est observé chez l’homme. Les animaux devront être adultes: les objectifs du projet sont de mettre en place un modèle de peste pulmonaire et d’étudier la protection par un candidat vaccin contre Y. pestis. De ce point de vue, il est donc primordial que les animaux disposent d’un système immunitaire et d’un système respiratoire pleinement mature. Le système immunitaire et le volume des poumons évoluent en fonction du stade de développement et de l’âge des animaux. Nous utiliserons donc des animaux adultes d’âge et de poids semblables.
Evaluation de la tolérabilité et de l’efficacité de candidats-médicament administrés par voie intrathécale chez le primate non-humain
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Ces injections intrathécales servent à caler les doses et le calendrier des études réglementaires obligatoires qui suivront. 116 macaques à longue queue y sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 50 tués pour l'analyse post-mortem des tissus et 66 gardés en vie pour d'autres études. Chacun peut recevoir jusqu'à six injections dans le liquide céphalo-rachidien sous anesthésie générale, avec ponction du même liquide, jusqu'à dix prélèvements sanguins par semaine sur animal vigile, six IRM de trois heures maximum et vingt-quatre heures en module de collecte d'urine. Le porteur anticipe une baisse transitoire des réponses des membres inférieurs, des contractions musculaires et de rares fuites urinaires, et présente ces essais comme un moyen de réduire les contraintes des études réglementaires à venir.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer très précocement l’efficacité et la toxicité éventuelle de candidats-médicaments administrés par voie intrathécale afin de pouvoir proposer le meilleur traitement aux patients atteints de troubles neurologiques graves tels que par exemple les maladies neurodégénératives (Alzheimer, Parkinson…) ou des atteintes neuropsychiatriques (épilepsie, …). Les études dans ce projet permettront d’ajuster au mieux les doses et le schéma expérimental des études réglementaires (diminution des contraintes pour l’animal).
Bénéfices attendus
Détecter le plus précocement possible des effets potentiellement toxiques des candidats-médicaments en développement permettra en plus d’assurer la réduction du nombre d'animaux qui seront utilisés à des fins de recherche pour sécuriser in fine l’utilisation chez les patients. Ce projet nous permettra également de comprendre l’impact du geste de l’administration spinale (voie intrathécale) répétée d’un traitement et à terme d’identifier des biomarqueurs d’intérêt pour rendre plus sûre l’administration du traitement chez les patients et améliorer ainsi leur prise en charge.
Procédures
•Injections intrathécales réalisées sous anesthésie générale : jusqu’à 6 injections maximum avec un délai minimum de 7 jours entre les 2 injections (durée acte : 15min maximum) •Prélèvements de liquide céphalo-rachidien sous anesthésie générale juste avant les injections intrathécales et plus rarement entre 2 injections intrathécales. (durée : 2 à 3 min en fonction de la vitesse d’écoulement) •Prélèvements sanguins sur animaux vigiles (au maximum 10 par semaine ou dans la limite de 7,5% du volume total circulant ; quelques secondes •Prélèvements urinaires en hébergeant l’animal dans un module d’hébergement adapté pendant 24 heures maximum pour collecter les urines. •Examen des yeux sous anesthésie générale (utilisation d’une lampe à fente) : 30 à 40 min • Examen du système cardiovasculaire (port gilet pour monitoring sur 12h) par électroencéphalogramme et prise de la tension artérielle (brassard pour les mesures : 10min max). • Imagerie par résonance magnétique (IRM) sous anesthésie générale : 6 sessions au maximum, espacées de 15 jours minimum, seront réalisées par animal (durée acte : 3h maximum)
Impact sur les animaux
Dans ce projet, les effets indésirables anticipés concernent ceux inhérents à la voie d’administration intrathécale et pourrait inclure : une diminution transitoire (jusqu’à 24-48 heures après injection) des réponses des membres inférieurs pouvant induire ou non une perturbation de la démarche et la posture de 30 minutes à 4 heures après le réveil, contractions musculaires durant la procédure ou juste après injection, de rare troubles neurologiques tel que des fuites urinaires (jusque 4 heures après injection). Ces effets potentiels seront gérés par l’utilisation de points limites adaptés afin de limiter au maximum l’apparition et la durée des effets décrits ci-dessus. La douleur et la souffrance potentiellement présentes sont liées aux administrations et aux prélèvements de sang et de liquide cérébrospinal. Ces désagréments sont gérés sous anesthésie générale excepté dans le cas des prélèvements de sang où l’anesthésie provoquerait plus de souffrance et de stress que l’acte en lui-même pour lesquels les animaux sont habitué par renforcement positif. Concernant l’IRM, il s’agit d’un examen de nature non-invasive mais des nuisances liées à l’anesthésie et son caractère répétitif (troubles respiratoires/embolie pulmonaire, fausse déglutition) ou une perte de poids peuvent subvenir. Un inconfort des voies aériennes suite à l’intubation endotrachéale (max 3h) peut être attendu
Devenir
66 animaux seront gardés en vie et pourront être réutilisés dans d’autres études, après accord vétérinaire. 50 animaux seront euthanasiés pour procéder à l’analyse post-mortem des tissus (immunohistochimie/biochimie).
Remplacement
Les progrès scientifiques ont permis de diminuer le nombre d’animaux utilisés en privilégiant les tests in silico et in vitro pour la sélection précoce des molécules. Cependant, les progrès réalisés n’ont pas permis la substitution complète des tests in vivo qui demeurent un requis réglementaire. Comme les études envisagées dans le cadre de ce projet permettent de choisir les doses des études réglementaires obligatoires et d’identifier les organes cibles potentiels pour ajuster au mieux les examens à réaliser dans les études réglementaires, elles doivent être réalisées sur le même modèle animal que celui des études réglementaires.Cependant, des études préliminaires réalisées en amont chez le rongeur (rat/souris) auront déjà permis de bien définir les doses à administrer et à limiter le nombre de produits à tester chez le primate non humain..
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé est réduit à son minimum afin d’atteindre l’objectif du projet. Pour ces études, en tenant compte de la disponibilité de la bibliographie existante et des données générées en interne,, on utilise 1 à 3 animaux/sexe/dose. Le choix du nombre d’animaux dépend de la variabilité des paramètres étudiés. Ces études préliminaires permettront de limiter le nombre d’animaux utilisés à des fins scientifiques dans les études réglementaires.
Raffinement
Une procédure d’analgésie et d’anesthésie sera appliquée au moment des administrations intrathécales. Une anesthésie sera également effectuée pour l’examen IRM. Un délai d’au moins 48h sera respecté entre les IT et IRM. Une observation accrue et adaptée du comportement de l’animal sera faite suite à l’administration afin de s’assurer qu’il ne présente pas de signe défavorable ou que l’apparition d’éventuels signes liés à la procédure ne soit que transitoire (ex : démarche anormale). Concernant le reste des examens pratiqués, afin de ne pas interférer sur les paramètres étudiés, les animaux ne seront pas anesthésiés mais ils seront habitués par renforcement positif. Une grille de point limite adaptée est mise en place pour prise de décision rapide. En cas de nécessité, le vétérinaire pourra intervenir et décider de la mise en place de soin spécifique. Tous les animaux sont mis en groupes, sauf cas occasionnel justifié scientifiquement (enregistrement télémétrie , prélèvements sanguins ou signes nécessitant l’hébergement individuel) ou éthologiquement (incompatibilités), avec de l’enrichissement adapté aux besoins des primates.
Choix des espèces
Les études de ce projet ont pour but de prédire au mieux les effets indésirables secondaires liés aux candidats médicaments chez l’Homme ainsi que son efficacité sur l’engagement de la cible associée à la distribution du médicament dans l’organisme humain. Dans ce contexte, le modèle primate non-humain peut être sélectionné à la place d’une autre espèce non-rongeur parce qu’ils sont plus proches de l’humain notamment sur la totalité des paramètres suivants : • Sur le plan pharmacologique et toxicocinétique : exposition au médicament, élimination, fraction libre du médicament… • D’un point de vue du métabolisme : le type et la quantité relative de métabolites produits suite à l’administration d’un médicament en se basant sur des études préliminaires • D’un point de vue physiologique : réactions physiologiques similaires (exemple : engagement de la cible) et pertinentes pour évaluer la sécurité chez l’Homme • Sur le plan expérimental : évaluation des formulations et excipients tolérés, voies d’administration possibles • Données historiques : expérience avec des médicaments compétiteurs de la même catégorie Ces études étant préliminaires aux études réglementaires qui utilisent principalement des adultes et de jeunes adultes, il est donc prévu d’utiliser des animaux du même stade de développement.
Preuve d’efficacité de candidats vaccins contre le virus de fièvre hémorragique de Crimée-Congo chez le macaque cynomolgus (EU1/2)
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Dès qu'un point limite est atteint, les macaques sont anesthésiés puis tués. Ils sont douze, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère : implantation abdominale d'une sonde de température, vaccination, jusqu'à douze séances de prélèvements sanguins et d'écouvillonnage, puis inoculation intraveineuse du virus de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo et neuf séances supplémentaires. Ce volet décrit le même protocole que le résumé déposé par l'autre établissement, pour les mêmes douze animaux répartis entre deux animaleries, l'objectif étant de comparer trois candidats vaccins entre eux. Trois macaques par groupe sont présentés comme "le minimum absolu permettant des résultats statistiquement significatifs", le porteur reconnaissant par ailleurs que les tests statistiques "ne pourront pas être tous hautement significatifs".
Objectifs
A ce jour, aucun vaccin ni traitement antiviral spécifique contre le virus CCHF (fièvre hémorragique de Crimée-Congo) n’est disponible. L’objectif de ce projet est de poursuivre le développement de vaccins contre le virus CCHF. Nous avons premièrement testé nos candidats vaccins dans un modèle souris déficientes pour une partie du système immunitaire afin qu’elles puissent présenter des signes cliniques suite à l’infection par CCHFV (virus de la fièvre hémoragique de Cirmée-Congo). Tous les animaux vaccinés ont survécu à l’infection. Afin de déterminer l’efficacité des vaccins, il faut ensuite démontrer la protection efficace dans un modèle d’infection sans déficience du système immunitaire et présentant naturellement des signes cliniques suite à l’infection par CCHFV, c’est-à-dire en modèle macaque cynomolgus. Cette expérimentation permettra valider l’efficacité de nos candidats vaccins mais également de les comparer entre eux pour définir celui ou ceux qui peuvent être engagés plus avant dans leur développement.
Bénéfices attendus
Il n’existe à ce jour aucun traitement spécifique ou vaccin disponible. La vaccination demeure l’approche la plus pragmatique pour enrayer les épidémies à CCHFV. Le but de ce projet est de démontrer que les candidats vaccins ont un pouvoir protecteur après un ou deux immunisations. Le projet met à l’étude des candidats vaccins dont l’innocuité du vecteur a été testée. Dans le cadre de ce projet, nous avons déjà évalué au cours d’une première phase trois candidats vaccins contre le virus CCHF dans un modèle murin (souris déficientes pour le récepteur aux interférons de type 1). Ce protocole permettra de démontrer leur efficacité et leur capacité à induire une réponse immunitaire protectrice contre l’infection par ce virus en modèle primate non humain (PNH), seul modèle qui reproduit la pathologie observée chez l’Homme. Parmi les trois candidats vaccins qui seront testés au cours de la même expérimentation, et grâce aux échantillons biologiques collectés auprès des animaux vaccinés (ou non) et infectés, nous pourrons évaluer l’efficacité du vaccin, vérifier l’absence de persistance virale, mesurer les taux d’anticorps spécifiques du virus et la réponse cellulaire de l’hôte. L’utilisation des animaux pour cette phase de validation est donc justifiée au vu de l’impact potentiel sur l’Homme de ce virus et pour la mise en place d’une prophylaxie. L’efficacité des vaccins utilisés dans cette étude sera mesurée selon le taux de survie des animaux vaccinés ainsi que par l’analyse des prélèvements biologiques. Les résultats obtenus seront comparés à ceux des animaux non vaccinés pour déterminer l’efficacité de chacun des vaccins testés.
Procédures
Dans l'animalerie 1/2, les animaux seront soumis à une chirurgie d’implantation abdominale d’un dispositif permettant de mesurer la température corporelle en temps réel (durée de la chirurgie: 30 mn), à 1 à 2 injections intramusculaire du vaccin, et jusqu'à 12 prélèvements sanguins et écouvillons nasaux et buccaux (environ 15 min à chaque session de prélèvements) sous anesthésie générale (J0, 3, 6, 9, 15, 21, 63, 66, 69, 71, 78, 83). Dans l'animalerie 2/2, ils seront soumis à 1 injection intraveineuse du virus puis à 9 écouvillons nasaux et buccaux (environ 5 minutes à chaque session de prélèvements) et 9 prélèvements sanguins (J0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21) (20 à 30 minutes) etsous anesthésie générale (prévues au nombre de 10, d’une durée de 1 à 2h, pour la réception et les jours de prélèvement). Lors de l'atteinte de point limite ou de la fin du protocole, les animaux seront anesthésiés, puis des prélèvements (sang) ainsi que la mise à mort seront réalisés.
Impact sur les animaux
En animalerie ½, les dommages attendus suite à la chirurgie sont la douleur liée à l’ouverture de la paroi ainsi qu’à la cicatrisation de la plaie. Les dommages attendus seront principalement liés aux injections de l’anesthésique et aux conséquences des prélèvements sanguins répétés (potentiels hématomes aux sites de prélèvement). L’innocuité de cette construction vaccinale a déjà été démontrée, il n’est donc attendu aucun effet secondaire. En animalerie 2/2, les nuisances attendues sont une inflammation locale légère et transitoire au niveau de la zone d’injection du virus et une irritation des muqueuses nasales et buccales suite aux différents prélèvements. Les animaux seront soumis à plusieurs anesthésies générales ce qui peut induire une hypothermie et un stress lié à la contention. Aucun effet n’est attendu pour les animaux vaccinés. Les animaux contrôles non-vaccinés devraient présenter les symptômes décrits chez les humains suite à l’infection par ce virus, à savoir une perte de tonus, une perte de poids, une fièvre et l’observation de signes hémorragiques éventuels.
Devenir
L'étude implique que les organes et les tissus puissent être prélevés sur l'ensemble des animaux de l'étude (n=12), ceux-ci étant répartis en divers groupes infectés et/ou vaccinés. Par conséquent, seule la mise à mort des 12 animaux de l'étude permettra d'obtenir des données statistiquement robustes.
Remplacement
Il existe désormais plusieurs méthodes alternatives in vitro, dérivées de la culture cellulaire (classiquement utilisée depuis des décennies). Ces nouvelles technologies tendent à recréer artificiellement les interactions inter cellulaires que nous pouvons retrouver dans un organisme. Bien que très prometteuses, ces techniques restent très localisées et répondent à des problématiques assez ciblées. Les candidats vaccins utilisés ici ont d’abord fait l’objet de caractérisation in vitro. La réponse immune induite a été testée et une forte réponse a été observée. Dans le cas des fièvres hémorragiques virales dont fait partie la fièvre hémorragique induite par CCHFV, il est impossible de remplacer les modèles animaux afin de réaliser des études sur la physiopathogénèse et les réponses immunitaires dans leur ensemble. Ce projet vise donc à démontrer l’efficacité de candidats vaccins contre l’infection, ce qui nécessite obligatoirement des organismes entiers. De plus, cela s’inscrit dans des études précliniques, indispensables au développement d’un candidat vaccin.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit autant que possible pour obtenir des résultats interprétables et pertinents. En effet, un effectif de trois animaux par groupe représente le minimum absolu permettant des résultats statistiquement significatifs. Au-delà de la survie, les groupes seront comparés en fonction des valeurs de score au cours de la maladie, des valeurs des paramètres biochimiques, virologiques et autres paramètres physiologiques. Les tests statistiques ne pourront pas être tous hautement significatifs, cependant, la multiplicité des paramètres évalués permet de démontrer de manière fiable les résultats obtenus. Les précédentes études basées sur des expérimentations utilisant des groupes expérimentaux de 3 animaux ont permis d’obtenir des données et résultats significatifs montrant que la présence ou absence de virémie est un critère essentiel.
Raffinement
Animalerie 1 : - Hébergement : En raison de l’hébergement dans l'animalerie 2 et d’optimisation de l’étude, les groupes seront composés en trio compatibles. Un programme d’enrichissement spécifique à l’espèce et à l’âge des animaux est mis en place sur tout le site de l’animalerie 1, et supervisé par le responsable du bien-être animal. Les enrichissements sont structurels (perchoirs, balançoire…), alimentaires (graines pour fourragement, fruits, friandises…) ou consistent en l’apport d’objets de manipulation changés régulièrement. - Suivi de la température corporelle : Malgré une chirurgie pour la mise en place de l’implant, le fait d’équiper les animaux avec un tel dispositif représente un raffinement à court, et moyen termes en tant que mesure non invasive et paramètre de surveillance dans le cadre des points limites. - Procédures : Les animaux seront anesthésiés à chaque intervention, afin de limiter le stress lié à la manipulation ainsi que la douleur aigue liée à la chirurgie d’implantation, et aux injections et prélèvements sanguins répétés (piqure d’aiguille). Les animaux seront sous couverture antalgique durant et suivant la chirurgie d’implantation. Afin de limiter l’impact des prélèvements sanguins répétés, les sites de prélèvements seront alternés. En cas d’hématome, un autre site de prélèvement sera utilisé et de la pommade sera appliquée sur l’hématome (Hémoclar). Une grille de points limite est mise en place pour détecter tout problème inattendu. Animalerie 2 : les conditions réglementaires d’hébergement sont appliquées. Afin d’assurer au mieux le bien-être des animaux, ils seront hébergés en volière par 3 dans un milieu enrichi afin de permettre aux animaux de mettre en avant le plus possible un comportement naturel (perchoir, jeu, diversification alimentaire…). Une évaluation quotidienne sera réalisée dès l’infection, et des points limites ont été définis. Cela permettra une fin de procédure expérimentale dès l’atteinte d’un point limite. L’enregistrement permanent de la température permet une meilleure analyse de la maladie. Les animaux sont également suivis grâce aux caméras permettant un contrôle visuel en dehors des horaires de présence du personnel en laboratoire. En cas de doute sur l’état d’un animal, une entrée en laboratoire sera programmée pour procéder à une observation et à une possible décision.
Choix des espèces
Il n'existe pas de modèle d’infection chez le rongeur pour la fièvre de Crimée-Congo qui reproduise la pathologie observée chez l’Homme excepté dans des souris génétiquement modifiées. Ces modèles présentent une susceptibilité plus ou moins prononcée et ne reproduisent qu'en partie la pathogénèse et les réponses immunitaires qui ont lieu chez l'Homme. Ce projet ne nécessite pas d'exigences particulières concernant le stade de développement des animaux utilisés hormis le fait de former des groupes homogènes en âge et poids pour pouvoir analyser les résultats sans biais. Les animaux utilisés seront des juvéniles sevrés d’au moins 12 mois et de moins de 3 ans.
Preuve d’efficacité de candidats vaccins contre le virus de fièvre hémorragique de Crimée-Congo chez le macaque cynomolgus (EU2/2)
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
12 macaques à longue queue vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils subissent une chirurgie abdominale de trente minutes pour implanter une sonde de température, une à deux injections de vaccin, jusqu'à douze séances de prélèvements sanguins et d'écouvillonnage nasal et buccal, puis une injection intraveineuse du virus de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo suivie de neuf nouvelles séances, l'ensemble sous une dizaine d'anesthésies générales de une à deux heures. Les macaques non vaccinés devraient présenter les symptômes décrits chez l'humain, perte de tonus, perte de poids, fièvre et signes hémorragiques éventuels, et les organes des douze sont prélevés après leur mise à mort. Pour ce virus, le porteur affirme qu'il est "impossible" de remplacer les modèles animaux et que la démonstration d'efficacité "nécessite obligatoirement des organismes entiers".
Objectifs
A ce jour, aucun vaccin ni traitement antiviral spécifique contre le virus CCHF (fièvre hémorragique de cirmée-Congo) n’est disponible. L’objectif de ce projet est de poursuivre le développement de vaccins contre le virus CCHF. Nous avons premièrement testé nos candidats vaccins dans un modèle souris déficientes pour une partie du système immunitaire afin qu’elles puissent présenter des signes cliniques suite à l’infection par CCHFV (virus de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo). Tous les animaux vaccinés ont survécu à l’infection. Afin de déterminer l’efficacité des vaccins, il faut ensuite démontrer la protection efficace dans un modèle d’infection sans déficience du système immunitaire et présentant naturellement des signes cliniques suite à l’infection par CCHFV, c’est-à-dire en modèle macaque cynomolgus. Cette expérimentation permettra valider l’efficacité de nos candidats vaccins mais également de les comparer entre eux pour définir celui ou ceux qui peuvent être engagés plus avant dans leur développement.
Bénéfices attendus
Il n’existe à ce jour aucun traitement spécifique ou vaccin disponible. La vaccination demeure l’approche la plus pragmatique pour enrayer les épidémies à CCHFV. Le but de ce projet est de démontrer que les candidats vaccins ont un pouvoir protecteur après un ou deux immunisations. Le projet met à l’étude des candidats vaccins dont l’innocuité du vecteur a été testée. Dans le cadre de ce projet, nous avons déjà évalué au cours d’une première phase trois candidats vaccins contre le virus CCHF dans un modèle murin (souris déficientes pour le récepteur aux interférons de type 1). Ce protocole permettra de démontrer leur efficacité et leur capacité à induire une réponse immunitaire protectrice contre l’infection par ce virus en modèle primate non humain (PNH), seul modèle qui reproduit la pathologie observée chez l’Homme. Parmi les trois candidats vaccins qui seront testés au cours de la même expérimentation, et grâce aux échantillons biologiques collectés auprès des animaux vaccinés (ou non) et infectés, nous pourrons évaluer l’efficacité du vaccin, vérifier l’absence de persistance virale, mesurer les taux d’anticorps spécifiques du virus et la réponse cellulaire de l’hôte. L’utilisation des animaux pour cette phase de validation est donc justifiée au vu de l’impact potentiel sur l’Homme de ce virus et pour la mise en place d’une prophylaxie. L’efficacité des vaccins utilisés dans cette étude sera mesurée selon le taux de survie des animaux vaccinés ainsi que par l’analyse des prélèvements biologiques. Les résultats obtenus seront comparés à ceux des animaux non vaccinés pour déterminer l’efficacité de chacun des vaccins testés.
Procédures
Dans l'animalerie 1/2, les animaux seront soumis à une chirurgie d’implantation abdominale d’un dispositif permettant de mesurer la température corporelle en temps réel (durée de chirurgie de 30 min), à 1 à 2 injections intramusculaire du vaccin, et jusqu'à 12 prélèvements sanguins et écouvillons nasaux et buccaux (environ 15 min à chaque session de prélèvements) sous anesthésie générale (J0, 3, 6, 9, 15, 21, 63, 66, 69, 71, 78, 83). Dans l'animalerie 2/2, ils seront soumis à 1 injection intraveineuse du virus puis à 9 écouvillons nasaux et buccaux (environ 5 minutes à chaque session de prélèvements) et 9 prélèvements sanguins (20 à 30 minutes; J0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 et fin de protocole de J28 à 30) et sous anesthésie générale (prévues au nombre de 10, d’une durée de 1 à 2h, pour la réception et les jours de prélèvement). Lors de l'atteinte de point limite ou de la fin du protocole, les animaux seront anesthésiés, puis des prélèvements (sang) ainsi que la mise à mort seront réalisés.
Impact sur les animaux
En animalerie 1/2, les dommages attendus suite à la chirurgie sont la douleur liée à l’ouverture de la paroi ainsi qu’à la cicatrisation de la plaie. Les dommages attendus seront principalement liés aux injections de l’anesthésique et aux conséquences des prélèvements sanguins répétés (potentiels hématomes aux sites de prélèvement). L’innocuité de cette construction vaccinale a déjà été démontrée, il n’est donc attendu aucun effet secondaire. En animalerie 2/2, les nuisances attendues sont une inflammation locale légère et transitoire au niveau de la zone d’injection du virus et une irritation des muqueuses nasales et buccales suite aux différents prélèvements. Les animaux seront soumis à plusieurs anesthésies générales ce qui peut induire une hypothermie et un stress lié à la contention. Aucun effet n’est attendu pour les animaux vaccinés. Les animaux contrôles non-vaccinés devraient présenter les symptômes décrits chez les humains suite à l’infection par ce virus, à savoir une perte de tonus, une perte de poids, une fièvre et l’observation de signes hémorragiques éventuels.
Devenir
L'étude implique que les organes et les tissus puissent être prélevés sur l'ensemble des animaux de l'étude (n=12), ceux-ci étant répartis en divers groupes infectés et/ou vaccinés. Par conséquent, seule la mise à mort des 12 animaux de l'étude permettra d'obtenir des données statistiquement robustes.
Remplacement
Il existe désormais des méthodes in vitro, dérivées de la culture cellulaire qui, bien que très prometteuses, restent très localisées et répondent à des problématiques assez ciblées. Les candidats vaccins utilisés ici ont d’abord fait l’objet de caractérisation in vitro. Dans le cas des fièvres hémorragiques virales dont fait partie la fièvre hémorragique induite par CCHFV, il est impossible de remplacer les modèles animaux afin de réaliser des études sur la physiopathogénèse et les réponses immunitaires dans leur ensemble. Ce projet vise donc à démontrer l’efficacité de candidats vaccins contre l’infection, ce qui nécessite obligatoirement des organismes entiers. De plus, cela s’inscrit dans des études précliniques, indispensables au développement d’un candidat vaccin.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit autant que possible pour obtenir des résultats interprétables et pertinents. En effet, un effectif de trois animaux par groupe représente le minimum absolu permettant des résultats statistiquement significatifs. Au-delà de la survie, les groupes seront comparés en fonction des valeurs de score au cours de la maladie, des valeurs des paramètres biochimiques, virologiques et autres paramètres physiologiques. Les tests statistiques ne pourront pas être tous hautement significatifs, cependant, la multiplicité des paramètres évalués permet de démontrer de manière fiable les résultats obtenus. Les précédentes études basées sur des expérimentations utilisant des groupes expérimentaux de 3 animaux ont permis d’obtenir des données et résultats significatifs montrant que la présence ou absence de virémie est un critère essentiel.
Raffinement
Animalerie 1 : - Hébergement : En raison de l’hébergement dans l'animalerie 2 et d’optimisation de l’étude, les groupes seront composés en trio compatibles. Un programme d’enrichissement spécifique à l’espèce et à l’âge des animaux est mis en place sur tout le site de l’animalerie 1, et supervisé par le responsable du bien-être animal. Les enrichissements sont structurels (perchoirs, balançoire…), alimentaires (graines pour fourragement, fruits, friandises…) ou consistent en l’apport d’objets de manipulation changés régulièrement. - Suivi de la température corporelle : Malgré une chirurgie pour la mise en place de l’implant, le fait d’équiper les animaux avec un tel dispositif représente un raffinement à court, et moyen termes en tant que mesure non invasive et paramètre de surveillance dans le cadre des points limites. - Procédures : Les animaux seront anesthésiés à chaque intervention, afin de limiter le stress lié à la manipulation ainsi que la douleur aigue liée à la chirurgie d’implantation, et aux injections et prélèvements sanguins répétés (piqure d’aiguille). Les animaux seront sous couverture antalgique durant et suivant la chirurgie d’implantation. Afin de limiter l’impact des prélèvements sanguins répétés, les sites de prélèvements seront alternés. En cas d’hématome, un autre site de prélèvement sera utilisé et de la pommade sera appliquée sur l’hématome (Hémoclar). Une grille de points limite est mise en place pour détecter tout problème inattendu. Animalerie 2 : les conditions réglementaires d’hébergement sont appliquées. Afin d’assurer au mieux le bien-être des animaux, ils seront hébergés en volière par 3 dans un milieu enrichi afin de permettre aux animaux de mettre en avant le plus possible un comportement naturel (perchoir, jeu, diversification alimentaire…). Une évaluation quotidienne sera réalisée dès l’infection, et des points limites ont été définis. Cela permettra une fin de procédure expérimentale dès l’atteinte d’un point limite. L’enregistrement permanent de la température permet une meilleure analyse de la maladie. Les animaux sont également suivis grâce aux caméras permettant un contrôle visuel en dehors des horaires de présence du personnel en laboratoire. En cas de doute sur l’état d’un animal, une entrée en laboratoire sera programmée pour procéder à une observation et à une possible décision.
Choix des espèces
Certains modèles (souris génétiquement modifiées) présentent une susceptibilité plus ou moins prononcée mais ne reproduisent qu'en partie la pathogénèse et les réponses immunitaires qui ont lieu chez l'Homme. Ce projet ne nécessite pas d'exigences particulières concernant le stade de développement des animaux utilisés hormis le fait de former des groupes homogènes en âge et poids pour pouvoir analyser les résultats sans biais. Les animaux utilisés seront des juvéniles sevrés d’au moins 12 mois et de moins de 3 ans.
Etudes de thérapie génique pour la surdité chez le primate non humain
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Troubles sensoriels
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Le dossier réglementaire exigé avant une première administration chez l'être humain repose sur 182 macaques à longue queue, tous tués pour évaluer la toxicité et la biodistribution du produit, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie de l'oreille interne d'une à deux heures, jusqu'à quatre heures pour un traitement bilatéral, et parfois deux chirurgies espacées d'un mois. Les prises de sang se font sur animal éveillé sous contention manuelle, le liquide cérébrospinal est ponctionné sous anesthésie, et le recueil des urines et des fèces impose un hébergement individuel pouvant aller jusqu'à vingt-quatre heures. Le porteur annonce comme effets indésirables possibles une perte d'équilibre, un défaut de clignement des paupières et une paralysie faciale transitoire, et présente la réalisation de ce projet chez le primate comme "indispensable".
Objectifs
Le projet est réalisé pour vérifier et optimiser la transduction du vecteur viral (soit le composé d’intérêt de la thérapie génique développée), d’en évaluer l’impact sur la fonction auditive ainsi que sa sécurité chez le primate afin de préparer, chez l’Homme, la restauration de la fonction auditive, en cas de surdité profonde héréditaire, à l’aide du vecteur précédemment sélectionné. La réalisation de ce projet est indispensable à la réalisation de la première administration chez l'Homme et fait partie des dossiers présentés aux autorités.
Bénéfices attendus
Suite à ce projet, le traitement pourra être testé en clinique, avec l’objectif ultime de palier les surdités génétiques/héréditaires tout en préservant la structure de l’oreille interne, laissant ainsi la possibilité pour le patient d’avoir ultérieurement un autre traitement tel que la pose d’un implant cochléaire par exemple.
Procédures
Chirurgie : sur animaux sous anesthésie générale, tous les animaux de l’étude, selon les protocoles d’usage vétérinaire. Considérant que la procédure chirurgicale commence avec l’anesthésie de l’animal et se termine au réveil de l’animal, la durée de chirurgie est estimée entre 1 et 2 heures (traitement unilatéral) et jusqu’à 4 heures (traitement bilatéral). Chaque animal est soumis à une chirurgie généralement. Potentiellement, un animal peut être soumis à deux chirurgies espacées d’au moins 1 mois pour réaliser des injections bilatérales non simultanées. Examens cliniques : les animaux sont suivis quotidiennement mais des examens spécifiques peuvent être conduits pour suivre les paramètres cardiovasculaires, la pression artérielle par exemple. Tous les animaux de l’étude sont concernés. Ces examens sont réalisés entre 2 et 4 fois selon la durée de l’étude. Prises de sang : sur animal vigile, tous les animaux de l’étude, contention manuelle, nombre de prélèvements selon les études mais toujours 1) dans le respect du volume maximal prélevable et 2) avec un temps de récupération des animaux entre 2 prises de sang. Les prises de sang, incluant la durée de contention de l’animal, sont de courte durée (environ 1 à 2 minutes). Liquide de l’oreille, liquide cérébrospinal : sur animal sous anesthésie générale ou à la nécropsie, tous les animaux de l’étude, 1 prélèvement par occasion, au maximum 2 occasions par animal (à la chirurgie sous anesthésie générale et à la nécropsie après euthanasie). Larmes, salive, température corporelle : ces prélèvements non invasifs sont réalisés chez les animaux avec une contrainte manuelle légère pour que l’animal ne bouge pas le temps du prélèvement (durée : quelques secondes et moins d’1 minute). Tous les animaux de l’étude sont concernés. Ces prélèvements sont généralement réalisés une fois dans les semaines précédant le traitement, deux fois par semaine pendant 2 à 3 semaines après traitement, puis en milieu et en fin d’étude. Les urines et les fèces sont collectés quand l’animal est hébergé dans une cage dédiée pour le recueil de ces fluides. L’hébergement individuel ne peut dépasser 24 heures. Tous les animaux de l’étude sont concernés. Chaque animal est soumis à 4 collectes généralement, réalisées une fois dans les semaines précédant le traitement, une fois dans les 2 premières semaines après traitement en milieu d’étude et en fin d’étude.
Impact sur les animaux
Les nuisances correspondent essentiellement à la chirurgie et aux conséquences de la chirurgie. Suite à la chirurgie, et selon sa durée (si traitement uni- ou bi-latéral, durée entre 1h et 2h), les animaux peuvent présenter une phase de réveil plus ou moins longue (variabilité inter individuelle), toujours sous surveillance étroite des techniciens et l’appui des vétérinaires. Il est possible qu’après la chirurgie, les animaux présentent une baisse légère, ponctuelle et transitoire de leur prise alimentaire et de leur poids. Les effets indésirables potentiels sont une perte d’équilibre, un défaut de clignement des paupières et/ou une paralysie faciale transitoire(s). Des effets indésirables liés aux prélèvements et/ou aux examens cliniques sont liés à la contention légère des animaux qui peut induire un léger inconfort ou stress aux animaux, qui restent transitoire. Dans tous les cas, une analgésie et une surveillance péri-opératoire sont mis en place (ex : les animaux sont suivis quotidiennement avec plusieurs examens quotidiens sur au moins 10 jours post-chirurgie avec contrôle vétérinaire).
Devenir
Procédure 1 : Tous les animaux sont euthanasiés pour permettre la collecte de tissus, fluides pour évaluer la toxicité du test item, la biodistribution du test item.
Remplacement
Il n'existe pas de système in vitro à l'heure actuelle pour la validation de l’efficacité et de la sécurité de la transduction des différents sérotypes de vecteurs viraux présélectionnés dans le modèle murin. Nécessité d’optimiser la chirurgie, la dose et le sérotype viral chez le primate afin de pouvoir ensuite transférer cette stratégie à l’humain.
Réduction
Le nombre d'animaux par groupe est le minimum requis pour permettre une analyse statistique, conformément aux recommandations des lignes directrices. L’estimation du nombre d’animaux a été déterminée pour permettre la détection d'une différence de transduction virale entre les cellules ciliées des cochlées et d’une éventuelle variation de l'audition. Les tests statistiques seront choisis en fonction des paramètres comparés. Cette procédure permet d'optimiser le nombre d'animaux utilisés dans chaque série, soit en utilisant les deux oreilles avec une condition différente pour chacune, soit en utilisant à chaque fois l'oreille controlatérale comme témoin expérimental.
Raffinement
Pendant la phase pré-opératoire, de réveil et les jours après la chirurgie, sont surveillés étroitement notamment l’activité et la mobilité des animaux, les interactions sociales, l’apparence physique, la réponse aux stimuli, la consommation alimentaire, le clignement des yeux/mobilité des paupières (signes cliniques de paralysie faciale, par les techniciens avec l’appui des vétérinaires. Toute anomalie est signalée au vétérinaire pour mise en place des soins pour soulager l’animal (ex. traitement anti-inflammatoire). Afin de limiter la douleur et la souffrance des animaux, toutes les interventions chirurgicales sur les animaux se font sous anesthésie générale, renforcée par des compléments analgésiques et antiinflammatoires appropriés, selon les procédures vétérinaires approuvées. L’état de santé des animaux est surveillé tout au long de l'étude et évalué grâce à la mise en place de points limites, qui permettront d'intervenir immédiatement s'il y a des signes d’inconfort ou de souffrance et de veiller au bien-être des animaux. Les animaux seront hébergés au minimum par deux et un programme d'enrichissement adapté est mis en place tout au long de l'étude.
Choix des espèces
Les études préalables menées chez la souris ne peuvent être translatées de façon sûre et efficace à l’Homme sans passer par une étude intermédiaire dans une espèce présentant une organisation de l’oreille comparable à celle de l’Homme. Le choix de Macaca fascicularis est justifié par le fait que l’on trouve dans cette espèce une organisation du système auditif, une dimension et une structure de l’oreille moyenne et interne comparable à celles de l’Homme. Des études préalables ont également mis en évidence une différence morphologique critique entre l’oreille moyenne de souris et celle de macaque. Seuls ces derniers présentent une structure de la fenêtre ovale similaire à ce que l’on retrouve chez l’Homme (absence d’artère stapédienne qui existe chez la souris) et permet de rendre possible la translation de la technique d’injection locale dans l’oreille interne à l'Homme. Animaux (2 à 6 ans). La nécessité de travailler avec des animaux de cet âge est de pouvoir avoir un système auditif bien développé au moment de l’étude.
Etude pré-toxicologique de l’administration d’un vecteur AAV2/8 chez le macaca fascicularis pour traiter la rétinite pigmentaire-28
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
6 macaques à longue queue vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacun anesthésié sept fois en deux mois. Une chirurgie oculaire d'une heure permet d'injecter sous la rétine des vecteurs de thérapie génique, complétée par des examens du fond de l'œil d'une heure et des électrorétinogrammes de deux heures. Les singes retenus ont entre 8 et 15 ans, le porteur indiquant que seul un primate non humain possède une région maculaire comparable à celle de l'être humain. Le bénéfice annoncé, un traitement de la rétinite pigmentaire de type 28, reste au stade de la validation d'une construction de vecteur, alors que les six macaques sont tués pour l'analyse histologique de leurs tissus.
Objectifs
La rétinite pigmentaire (RP) est un groupe de maladies génétiques qui affectent la rétine, la couche de tissu sensible à la lumière située à l'arrière de l'œil. La rétine contient des cellules photoréceptrices qui détectent la lumière et permettent la vision. La rétinite pigmentaire est causée par des mutations dans des gènes spécifiques impliqués dans le fonctionnement des photorécepteurs de la rétine. Cette maladie peut être causée par un gène en défaut, essentiel pour la structure et la fonction des photorécepteurs. Ce défaut du gène entraîne la dégénérescence progressive des photorécepteurs et conduit à la rétinite pigmentaire RP28, pour laquelle à ce jour aucun traitement connnu. L’analyse génétique de 100 patients atteints de RP28 a permis de découvrir que certaines parties de leur rétine restaient intactes pendant 30 à 40 ans. Cette découverte ouvre une possibilité de traitement par thérapie génique en introduisant une copie permettant de restaurer la fonction du gène dans les cellules de la rétine. Des essais préliminaires chez la souris ont montré des résultats prometteurs. L'objectif général de notre étude est de tester des vecteurs de thérapie génique chez des macaques, en vue de futurs essais cliniques chez l'homme. Les tests incluent l'évaluation de l'expression de différents vecteurs de ce gène chez les macaques.
Bénéfices attendus
Les stratégies de développement de thérapies géniques des photorécepteurs constituent une issue thérapeutique majeure. L’évaluation de l’expression de différentes constructions de vecteurs de thérapie génique contenant le gène en défaut dans les photorécepteurs de macaque permettra de valider la construction de vecteur qui mime au mieux la situation physiologique. Cette étude permettra aussi de réduire le nombre de singes à utiliser en sélectionnant au plus tôt la bonne construction de vecteur. La connaissance de la dose et du vecteur permettront d’établir les conditions pour les tests de pré-toxicologie chez le macaque. Notre ultime but est de caractériser précisément la sécurité d’emploi de ce vecteur de thérapie génique et son efficacité pour initier des tests cliniques chez des patients atteins par la rétinite pigmentaire de type RP28.
Procédures
Tous les animaux de ce projet seront anesthésiés pour procéder à des interventions chirurgicales et des examens longitudinaux. Chaque animal aura une chirurgie d’une durée de 1h. Les examens longitudinaux, imagerie du fond de l’œil et électrorétinogramme (ERG) durent respectivement 1 et 2 heures. Les animaux seront anesthésiés 6 fois le premier mois (examens fond d’œil, ERG et chirurgie) et une fois à 2 mois pour l’ERG et imagerie fond d’œil.
Impact sur les animaux
L’effet indésirable pouvant se manifester est une inflammation oculaire post chirurgie. Cette inflammation est transitoire et, si elle a lieu, peut durer 2 à 3 jours. Nous nous basons sur les effets indésirables constatés en clinique humaine. De même, en clinique humaine aucune douleur liée à la dégénérescence rétinienne n’est rapportée. Du stress peut être associé lors de la phase d’initialisation et du réveil des différentes anesthésies (chirurgie et examens longitudinaux). La répétition des anesthésies relativement longues pourrait entrainer des nuisances également pour l’animal (mise à jeûn, temps de réveil post anesthésie désagréable).
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés afin de réaliser des études histologiques (de tissus et organes) pour évaluer l’expression et l’effet des vecteurs ainsi que la réponse inflammatoire.
Remplacement
Le recours à l’animal est nécessaire, car aucun milieu de culture ou système synthétique ne permet aujourd’hui de reproduire la complexité architecturale des cellules de la rétine, en particulier les interactions structurelles et fonctionnelles de ces cellules, ainsi que la réponse immunitaire potentiellement induite par l'administration sous-rétinienne des vecteurs de thérapie génique.
Réduction
La mise en œuvre d’un suivi par imagerie in vivo sur les animaux anesthésiés, ainsi que par électrorétinogramme permet de diminuer le nombre d’animaux utilisés ainsi que la contrainte imposée aux animaux. Différents marqueurs de cellules inflammatoires seront utilisés lors des analyses histologiques.
Raffinement
Toutes les interventions sur animaux se feront sous anesthésie générale renforcée par des compléments analgésiques et anti-inflammatoires appropriés, pour réduire la contrainte imposée aux animaux. L’acuité visuelle des animaux sera évaluée par des tests d’électrorétinogramme (ERG). Plusieurs marqueurs indiqueront l’état inflammatoire, la qualité des photorécepteurs et des cellules ganglionnaires. Leur état de santé sera surveillé tout au long de l’expérience et évalué grâce à une grille d’observation postopératoire, nous permettant d’intervenir immédiatement s’il y a signe de souffrance et de veiller au bien-être des animaux.
Choix des espèces
Le macaque est retenu comme modèle d'étude sur les critères suivants : - cette étude fait partie d'un projet qui vise à valider à restaurer les photorécepteurs de la rétine. Seul le primate non-humain possède une anatomie de l'œil proche de l'homme, avec notamment la présence d'une région maculaire dans la rétine centrale. - le macaque permet d'intégrer des méthodes d'évaluation fonctionnelle, telles que l'imagerie du fond de l’œil, et l'électro-rétinographie, qui peuvent être directement extrapolées à l'homme dans une démarche translationnelle. Uniquement des animaux adultes entre 8 et 15 ans seront utilisés. La rétine de ces animaux est comparable à celle de l’homme à l’âge adulte.
Étude de tolérance de doses croissantes de 3 agonistes des protéines transmembranaires Toll Like Recepteur (TLR) chez le singe cynomolgus
- Recherche appliquée
- Cancers
Après une période d'acclimatation, chacun des six macaques à longue queue reçoit par voie intraveineuse, à quatre reprises espacées d'une semaine, des doses croissantes de molécules destinées à activer les récepteurs Toll-like. Des prélèvements de sang jalonnent le protocole, complétés par des prélèvements de nœuds lymphatiques sous anesthésie, après une mise à jeun pouvant atteindre seize heures. Le porteur mentionne des hématomes, des œdèmes, des douleurs au site de prélèvement et, plus rarement, une réouverture de plaie ou une infection, le tout classé d'un niveau de souffrance modéré. Les six animaux sont tués à la fin pour récolter leurs organes et mesurer la distribution et la toxicité des trois candidats-médicaments.
Objectifs
Cette étude permettra d’évaluer la toxicité aigue de trois molécules capables d’activer les récepteurs « Toll-like » (TLR) des cellules immunitaires administrés par voie intraveineuse à dose croissante chez le singe cynomolgus. Ce projet s'incrit dans le cadre du développement de plusieurs candidats médicaments novateurs capables d’imiter les acides nucléiques d'un rétrovirus afin d’activer la stimulation des cellules immunitaires du patients. Cette activation va permettre d’obtenir une réponse systémique des cellules anti-tumorales. À terme, l’objectif est de combiner l'immunothérapie utilisée contre les cancers avec une ou plusieurs de ce molécules améliorant ainsi la réponse des patient contre le cancer.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont, à terme, la validation et la mise sur le marché de nouveaux médicaments humain pour des indications tels que les cancers de la peau, de l'estomac, du colon etc… De plus, ces études génèrent des données scientifiques qui permettront d’affiner les protocoles de futures études règlementaires sur le macaque. Ainsi les connaissances acquises permettront de réduire le nombre d’animaux mais aussi d’adapter les méthodes de suivi et de raffinement spécifiques aux macaques.
Procédures
Avant tout acte et dans le but de diminuer leur stress, les animaux bénéficieront d'une période d'acclimatation. Ils recevront à quatre reprises un candidat médicament à doses croissante par voie intra veineuse avec un temps de repos d’une semaine entre chaque administration. Des prélèvements de sang, et un suivi des paramètres physiologiques (poids et température corporelle) seront réalisés à intervalles de temps définis afin d'étudier l’effet du candidat médicament aux différentes doses. Les volumes prélevés et administrés aux animaux tout au long du projet ainsi que les temps de repos accordés entre ces différents actes respecteront les recommandations éthiques en vigueur. Les prélèvements de nœuds lymphatiques seront réalisés sous anesthésie et courverture analgésique après une période de mise à jeun. Les administrations des candidats médicaments et les prélèvements de sang sont moins traumatisants pour les animaux qu'une anesthésie et seront donc réalisés sur animal vigile. Une sédation pourra être envisagée en cas de besoin.
Impact sur les animaux
Des réactions locales au niveau des sites d'administration peuvent éventuellement apparaître les jours suivant les administrations répétées (hématome, œdème léger, etc). La réalisation de prélèvements sanguins pourra également provoquer un stress, une douleur légère et/ou l'apparition de réactions locales (du type hématome ou œdème léger par exemple) au niveau de la zone de ponction. Les prélèvements de nœuds lymphatiques peuvent provoquer des douleurs au niveau de la zone de prélèvement ainsi qu’un hématome et dans de très rare cas une déhiscence de plaie ou infection de la zone de prélèvement. L'anesthésie des animaux pourra également engendrer un stress ou une sensation d'inconfort lié à la mise à jeun (maximum 16h), à la procédure d'induction (contention, administration, perte de conscience...) ou lié au réveil de l'animal (risque de vomissements, perte d'équilibre...).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin du projet dans le but de récolter les organes et d’évaluer la distribution et la toxicité des candicats médicaments.
Remplacement
Les études de toxicité in vivo chez l’animal sont indispensables au développement de nouvelles molécules pharmaceutiques. En effet, celles-ci permettent de déterminer la toxicité de la molécule en fonction de la dose administrée et affine la connaissance des caractéristiques de l’effet principal et des effets indésirables éventuels. Les modèles animaux permettent dans ce cas d'objectiver l'apparition des signes cliniques et donc de mettre en évidence une éventuelle toxicité de la molécule en test. Actuellement, aucune méthode alternative à l'utilisation des animaux (ex: in-vitro, in silico...) n'est susceptible d'apporter le même niveau d'information qu'un organisme vivant entier et complexe dans ce projet.
Réduction
Le nombre d'animaux inclut dans cette étude sera réduit au minimum sans compromettre les objectifs scientifiques du projet. 3 lots de 2 animaux seront utilisés. Ce nombre permettra d’obtenir des résultats fiables, interprétables et transposables.
Raffinement
Afin d'optimiser leur bien-être et de leur permettre d'exprimer leurs besoins comportementaux, les animaux sont hébergés en groupes sociaux de même sexe dans des volières respectant les recommandations de la Directive Européenne 2010/63/UE. De l'eau fraîche ad libitum est mise à leur disposition et un aliment adapté à l'espèce et au poids de chaque individu est distribué quotidiennement. Les paramètres environnementaux de l'animalerie sont également suivis et contrôlés afin de répondre aux exigences physiologiques de l'espèce. En parallèle, un programme d'enrichissement complet est mis en place au sein de l'animalerie. Ce dernier comprend: 1) Des enrichissements structuraux (perchoirs, barres transversales, grillages...) ; 2) De la litière pour leur permettre de fourrager ; 3) Des jouets variés faisant l'objet d'une rotation une fois par semaine ; 4) Des friandises (ex: céréales, fruits secs) et des fruits et légumes frais distribués quotidiennement (cachés dans la litière ou dans des jouets distributeurs) ; 5) De la musique d'ambiance diffusée pendant la journée à un volume raisonnable dans le but de réduire le stress en couvrant le bruit causé par les activités du personnel dans les salles adjacentes et en habituant les animaux à la voix humaine. Une période d'acclimatation de plusieurs semaines sera mise en place avant le début de l'étude pour permettre aux animaux de se familiariser avec leur environnement. Un programme d'habituation à l'Homme et de conditionnement aux actes techniques associées à du renforcement positif permettra de réduire le stress des animaux lié aux manipulations (contention, prise de sang, de température rectale...). Les animaux seront suivis individuellement et bi-quotidiennement tout au long de l'étude pour détecter tout signe de stress ou de douleur. De même, le personnel veillera à garder une interaction quotidienne avec chaque animal afin de diminuer le stress qui pourrait être engendré par les manipulations. Les temps de repos accordés aux animaux entre les prélèvements et les volumes prélevés respecteront les recommandations éthiques en vigueur. Des points limites précoces ont été déterminés afin de prendre en charge toute forme de douleur ou de souffrance. En cas d’atteinte d’un de ces points, l’animal concerné sera pris en charge selon les recommandations du vétérinaire. L’arrêt du protocole sera envisagé si l’animal ne répond pas au traitement ou que son état se dégrade (sous la responsabilité du vétérinaire).
Choix des espèces
Les candidats médicaments étudiés dans ce projet étant à visée humaine, il est important d'avoir recours à un modèle animal pertinent et prédictif. En raison de sa proximité phylogénétique et physiologique avec l'Homme, le macaque cynomolgus (macaca fascicularis) a été retenu dans le cadre de ce projet. De plus, ces médicaments ont pour objectif de stimuler des cellules agonistes des récepteurs TLR. Or, contrairement aux rongeurs, les primates partagent de nombreuses similitudes avec l’Homme en termes d’expression de ces récepteurs, de cinétique de réponse, de voie de signalisation en aval ainsi que d’activation du complément. Par conséquent, les données obtenues avec ce modèle sont communément les plus prédictives des réponses observées chez l'Homme vis à vis de ces candidats médicaments. Des animaux juvéniles seront utilisés dans ce projet (jeunes adultes). Dans la littérature, certaines études montrent que les animaux matures (>4ans) sont statistiquement plus sujet aux anomalies liées au vieillissement pouvant affecter la qualité des échantillons prélevés et notamment les analyses histologiques. Sachant que des prélèvements d’organes seront réalisés post-mortem dans ce projet, il est préférable d’écarter au maximum ce biais lié à l’âge des animaux.
Évaluation du profil pharmacocinétique et pharmacodynamique d’un candidat-médicament chez le primate non humain
- Recherche appliquée
- Cancers
- Maladies infectieuses
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
150 macaques à longue queue vont recevoir un ou plusieurs candidats-médicaments par voie intraveineuse, sous-cutanée, intramusculaire ou orale, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Chaque administration peut être suivie de quinze prélèvements de sang, sans dépasser dix par tranche de vingt-quatre heures, avec des contentions de trois à quinze minutes en chaise ou à la main, et un isolement pouvant durer vingt-quatre heures pour la récolte des urines et des fèces. Aucune mise à mort n'est prévue et les animaux seront gardés vivants à la fin de l'étude, ce que le porteur présente comme une mesure de réduction. Il conclut à des études de pharmacocinétique "indispensables" chez le primate, tout en indiquant qu'aucune approche statistique n'a servi à fixer l'effectif, calé sur les 142 individus utilisés dans l'établissement entre 2019 et 2023.
Objectifs
Ce projet consiste à étudier les effets et le devenir de candidats médicaments humains chez le primate non humain (PNH). L’objectif est d’établir le profil pharmacocinétique et pharmacodynamique de ces molécules dans le but de : 1) Connaître leur biodisponibilité ; 2) Étudier les relations dose-concentration et/ou dose-effet ; 3) Prédire la voie et la dose d’administration pour l'Homme ; 4) Déterminer la forme galénique à utiliser. Ce projet constitue donc une étape importante et indispensable dans le processus de développement d’un candidat médicament. Des prélèvements sanguins répétés seront réalisés après l’administration de la molécule test dans le but d’établir les relations dose-effet et/ou dose-concentration du candidat médicament et/ou de ses métabolites. Ils pourront être associés aux prélèvements d'autres échantillons biologiques (ex : urines, fécès). Différents paramètres physiologiques pertinents pourront également être relevés (ex : température corporelle, poids). L’objectif scientifique de ce type d’étude n’est pas de déterminer une dose toxique. C’est pourquoi, toutes les doses utilisées dans ce projet sont, a priori, efficaces pharmacologiquement mais non toxiques (d’après des études préliminaires in sillico, in vitro et/ou in vivo). Cependant, il sera possible de surveiller certains biomarqueurs d’activité ou de toxicité potentielle sur les échantillons sanguins prélevés (ex : biochimie, coagulation, hématologie, marqueurs de surface cellulaire (cytométrie), cytokines, …). Enfin, aucune mise à mort n’est prévue pour raison scientifique dans le cadre de ce projet.
Bénéfices attendus
Les études qui seront réalisées dans ce projet s'inscrivent dans un stade de développement du candidat médicament bien défini. En effet, elles sont mises en œuvre après les preuves de concept (in vitro et in vivo) dans le but de caractériser au mieux la pharmacocinétique du médicament dans l'organisme (ADME) ainsi que sa pharmacodynamie (effet/dose). Elles permettent aussi souvent de comprendre et de définir l'exposition de l'espèce à la molécule testée afin de préparer de futurs protocoles de toxicité réglementaire. Elles génèrent donc des données scientifiques qui permettront d’affiner les protocoles des études règlementaires sur le PNH. Ces données préliminaires permettront également de réduire le nombre d’animaux mais aussi d’adapter les méthodes de suivi et de raffinement spécifiques aux PNH. Les bénéfices attendus du projet sont donc, à terme, la validation et la mise sur le marché de nouveaux médicaments humain pour des indications ciblées par les substance(s) active(s) testée(s).
Procédures
La durée totale du protocole n’excèdera pas 4 mois. Avant tout acte et dans le but de diminuer leur stress, les animaux bénéficieront d'une période d'acclimatation, d’habituation à l’Homme et de conditionnement aux actes techniques (15 jours minimum). Ils pourront recevoir un ou plusieurs candidat(s) médicament(s) par voie intraveineuse (durée de quelques secondes pour une injection bolus et >1 minute pour une injection lente), sous-cutanée, intramusculaire ou par voie orale (contention qui dure entre 3 et 5 minutes en moyenne). 1 à 3 administrations espacées au minimum de 7 jours pourront être réalisée(s). Après la/les administration(s), des prélèvements (contention qui dure entre 3 et 5 minutes en moyenne en module d'isolement ou entre 5 et 15 minute en contention manuelle ou en chaise à contention) ou récolte (sang, urine, fèces) et un suivi des paramètres physiologiques (poids et/ou température corporelle, temps de manipulation entre 3 et 5 minutes en moyenne) pourront être réalisés à intervalles de temps définis afin d'étudier le devenir et les effets de la/les molécule(s) dans l’organisme. Des mesures basales de ces données pourront être réalisées pour les comparer avec celles obtenues post-administration dans le but de détecter toute variation physiologique après administration du candidat médicament. Au maximum, 15 prélèvements sanguins pourront-être réalisés par administration (sans dépasser la limite de 10 prélèvements par 24 heures). Les volumes prélevés et administrés aux animaux tout au long du projet ainsi que les temps de repos accordés entre ces différents actes respecteront les recommandations éthiques en vigueur. Si nécessaire, les animaux pourront être mis à jeun avant la réalisation de prélèvements ou d’administrations. Les différents actes réalisés au cours de ce projet peuvent être moins traumatisants pour les animaux qu'une anesthésie et pourront donc réalisés sur animal vigile. Une sédation pourra être envisagée en cas de besoin. Les animaux seront récompensés à la fin de toute manipulation. Enfin, pour le confort des animaux, certains prélèvements et suivis pourront être réalisés simultanément (ce qui diminuera le nombre de manipulations et de contentions).
Impact sur les animaux
Si nécessaire, les animaux pourront être mis à jeun avant la réalisation de prélèvements ou d’administrations, ce qui peut engendrer un stress léger. La durée de cette mise à jeun sera limitée à 16 heures maximum pour le bien-être des animaux. Des réactions locales au niveau des sites d'administration et une réaction systémique de type fièvre peuvent éventuellement apparaître les jours suivant les administrations. Un suivi de la température corporelle et des sites d'administration sera donc réalisé pendant plusieurs jours post-administration. La réalisation de prélèvements de sang pourra également provoquer un stress, une douleur légère et/ou l'apparition de réactions locales (du type hématome ou œdème léger par exemple) au niveau de la zone de ponction. Les prélèvements d'urine/de fécès sont réalisés directement dans le module d'isolement présent dans les volières d'hébergement. Ils n'infligent aucune douleur à l'animal car les urines/fécès sont récoltés dans un bac collecteur situé sous le module d'isolement. Cependant, pendant la récolte, l'animal peut être physiquement isolé de ses congénères pendant maximum 24h, ce qui peut induire un stress léger. Cette nuisance est limitée par le fait que l'animal garde un contact olfactif, visuel et sonore avec ses congénères.
Devenir
Les animaux seront gardés en vie à la fin de l'étude dans le but de réduire le nombre d'animaux utilisés à des fins scientifiques. Cette décision sera validée par un vétérinaire en consultation avec la structure du bien être animal.
Remplacement
Les études de pharmacocinétique et de pharmacodynamie chez l’animal sont indispensables au développement de nouvelles molécules pharmaceutiques. En effet, celles-ci permettent de : 1) Déterminer la biodisponibilité de candidats médicaments ; 2) Étudier les relations dose-concentration et/ou dose-effet ; 3) Prédire la voie et la dose d’administration chez l'Homme; 4) Déterminer la forme galénique à utiliser. Actuellement, aucune méthode alternative à l'utilisation des animaux (ex : in-vitro, in silico...) n'est susceptible d'apporter le même niveau d'information qu'un organisme vivant entier et complexe dans ce projet.
Réduction
Le nombre estimé d'animaux utilisés dans ce projet a été défini en se basant sur une analyse rétrospective des études de pharmacocinétique et de pharmacodynamie réalisées au sein de l'installation d'essai sur les 5 dernières années (142 animaux utilisés de 2019 à 2023), aucune approche statistique n'a été réalisée. Le nombre d'animaux inclut dans chaque étude sera réduit au minimum sans compromettre les objectifs scientifiques du projet. Au maximum, 4 lots de 4 animaux pourront être utilisés par étude. Ce nombre permettra l’obtention de résultats fiables, transposables et de détecter : 1) Une tendance dans le groupe ; 2) Une valeur extrême ; 3) Des différences inter-sexe (si le groupe contient des mâles et des femelles). Enfin, comme le protocole le permet, les animaux seront gardés en vie à la fin de l'étude dans le but de réduire le nombre d'animaux utilisés à des fins scientifiques (cette décision sera validée par un vétérinaire en consultation avec la structure du bien être animal).
Raffinement
Afin d'optimiser leur bien-être et de leur permettre d'exprimer leurs besoins comportementaux, les animaux sont hébergés en groupes sociaux de même sexe dans des volières respectant les recommandations de la Directive Européenne 2010/63/UE. De l'eau fraîche ad libitum est mise à leur disposition et un aliment adapté à l'espèce et au poids de chaque individu est distribué quotidiennement. Les paramètres environnementaux de l'animalerie sont également suivis et contrôlés afin de répondre aux exigences physiologiques de l'espèce (ex : température, hygrométrie, intensité lumineuse, cycle d'éclairage, renouvellement d'air). En parallèle, un programme d'enrichissement complet est mis en place au sein de l'animalerie. Ce dernier comprend: 1) Des enrichissements structuraux permettant aux primates d'évoluer dans un environnement tridimensionnel (perchoirs, barres transversales, grillages...) ; 2) De la litière pour leur permettre de fourrager; 3) Des jouets variés faisant l'objet d'une rotation une fois par semaine pour éviter que les animaux ne se lassent; 4) Des friandises (ex: céréales, fruits secs) et des fruits et légumes frais distribués quotidiennement (cachés dans la litière ou dans des jouets distributeurs) ; 5) De la musique d'ambiance diffusée pendant la journée à un volume raisonnable dans le but de réduire le stress en couvrant le bruit causé par les activités du personnel dans les salles adjacentes et en habituant les animaux à la voix humaine. Une période d'acclimatation de 15 jours minimum sera mise en place avant le début de l’étude pour permettre aux animaux de se familiariser avec leur environnement. Un programme d'habituation à l'Homme et de conditionnement aux actes techniques associés à du renforcement positif permettra de réduire le stress des animaux lié aux manipulations (contention, prise de sang, de température rectale). Les animaux seront suivis individuellement et bi-quotidiennement tout au long de l'étude pour détecter tout signe de stress ou de douleur (à l’aide d’une grille d'évaluation de l'état clinique des animaux). De même, le personnel veillera à garder une interaction quotidienne avec chaque animal. Les temps de repos accordés aux animaux entre les prélèvements et les volumes prélevés respecteront les recommandations éthiques en vigueur. Des mesures préventives et correctives de diminution de la douleur et du stress seront déterminées au préalable, anesthésie et analgésie pourront être utilisés, au besoin sur avis vétérinaire.
Choix des espèces
Les candidats médicaments étudiés dans ce projet étant à visée humaine, il est important d'avoir recours à un modèle animal pertinent et prédictif. En raison de sa proximité phylogénétique et physiologique avec l'Homme, le primate non humain, plus précisément le macaque cynomolgus, a été retenu dans le cadre de ce projet. En effet, le macaque cynomolgus partage de nombreuses similitudes avec l'Homme, notamment en termes de patrimoine génétique, de processus épigénétiques, d’organisation fonctionnelle de son système nerveux et immunitaire, et de ses principales caractéristiques physiologiques, cognitives et comportementales. Par conséquent, les données obtenues avec ce modèle sont communément plus prédictives des réponses observées chez l'Homme vis à vis d'un candidat médicament. Des juvéniles ou des adultes matures pourront être utilisés dans ce projet. Le choix entre les deux stades de développement sera défini avant le début de l'étude selon les spécificités de chaque candidat médicament et selon l'âge de population cible du traitement.
Prélèvements terminaux de matrices biologiques chez le primate non humain
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
Quinze heures de jeûne la veille, puis une chirurgie de trente-cinq à quarante-cinq minutes dont ils ne se réveilleront pas : 6 macaques crabiers sont opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil pour prélever leurs organes. Leur foie doit fournir des hépatocytes à mettre en culture, et de nombreux autres organes seront prélevés après la mort, le porteur écrivant que "l'intégralité de l'animal pourra être utilisé". La commande vient d'un laboratoire tiers qui veut comparer des matrices biologiques de plusieurs espèces avant de tester des candidats médicaments, mise à mort que le porteur présente comme un moyen de "raffiner et de réduire l'utilisation d'animaux à des fins scientifiques". Des juvéniles ont été retenus pour des organes exempts d'atteintes liées au vieillissement, et parce qu'une étude identique menée en 2021 pour le même client portait sur des macaques du même âge.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de répondre aux besoins de laboratoires in-vitro en mettant à leur disposition du matériel biologique issus de primates non humains (organes et sang). Ces prélèvements permettront d’isoler et de mettre en culture différents types de cellules qui seront ensuite utilisés dans le cadre d’études précliniques (réalisation d’études in vitro, calibration d’appareils, mise au point de nouvelles techniques). Ils permettront également de comparer les matrices issues du macaque cynomolgus avec celles d’autres espèces animales afin de sélectionner le modèle le plus adapté pour l’étude de candidats médicaments à usage humain. À terme, ces études permettront de raffiner et de réduire l’utilisation d’animaux à des fins scientifiques car elles permettent le développement de méthodes alternatives qui permettront de réduire le nombre de tests sur les animaux vivants. Les foies prélevés permettront notamment de récolter et mettre en culture des hépatocytes qui seront ensuite utilisés pour diverses applications. Par exemple, ils permettront de déterminer in vitro la stabilité métabolique de candidats médicaments, leur clairance hépatique, leur hépatotoxicité ou encore leur métabolisation. Enfin, post mortem, de nombreux autres organes seront prélevés et étudiés afin de raffiner l'utilisation entière de l'animal.
Bénéfices attendus
Les prélèvements réalisés au cours de ce projet permettront réaliser des études in vitro qui fourniront des données importantes sur la sécurité, la pharmacocinétique et la pharmacodynamie de candidats médicaments. Ces prélèvements contribueront également à mettre au point de nouvelles techniques et calibrer des appareils qui seront utilisés dans des études in vitro et in vivo chez le primate. À terme, ils permettront donc d’améliorer des techniques, de raffiner les protocoles utilisés mais également de réduire ne nombre d’animaux utilisés à des fins scientifiques.
Procédures
Les animaux seront mis à jeun la veille de l’anesthésie, ce qui peut engendrer un stress léger. La durée de cette mise à jeun sera limitée à 15 heures maximum pour leur bien-être. Les animaux subiront une seule procédure chirurgicale sous anesthésie et analgésie à l’issue de laquelle ils seront mis à mort (durée de la chirurgie : 35 à 45 minutes). Ils ne seront donc pas réveillés et ne subiront aucune conséquence liée à l’anesthésie et la procédure. En cas d’atteinte de point limite durant la procédure, l’animal concerné sera pris en charge selon les recommandations du vétérinaire. L’euthanasie avant la fin du protocole sera envisagée si l’animal ne répond pas au traitement ou que son état se dégrade (sous la responsabilité du vétérinaire).
Impact sur les animaux
Les animaux seront mis à jeun la veille de l’anesthésie, ce qui peut engendrer un stress léger. La durée de cette mise à jeun sera limitée à 15 heures maximum pour leur bien-être. La procédure sera entièrement réalisée sous anesthésie et analgésie. Les animaux ne seront donc pas réveillés et ne subiront aucune conséquence liée à l’anesthésie ou à la procédure.
Devenir
Les animaux seront tous mis à mort à la fin du projet afin de prélever leurs organes. L’intégralité de l’animal pourra être utilisé.
Remplacement
Afin de réaliser et de mettre au point des études in vitro destinées à tester des médicaments à usage humain, il est indispensable d’utiliser des matrices d’origines animales. Les prélèvements réalisés au cours de ce projet vont notamment permettre de comparer les matrices issues du macaque cynomolgus avec celles d’autres espèces animales couramment utilisées dans la recherche biomédicale telles que rat, la souris et le chien. Ces études comparatives in vitro ont pour objectif de sélectionner le meilleur modèle permettant d’étudier la sécurité, la pharmacocinétique ou la pharmacodynamie de candidats médicaments à usage humain. En raison de sa proximité phylogénétique et physiologique avec l'Homme, le macaque cynomolgus (macaca fascicularis) est un modèle pertinent à inclure dans ces études comparatives.
Réduction
6 macaques seront utilisés dans le cadre de ce projet. Cela correspond au nombre minimum d’animaux permettant de fournir des prélèvements en quantité suffisante pour satisfaire les besoins du laboratoire qui nous a sollicité.
Raffinement
Une période d'acclimatation de plus de deux mois sera mise en place avant le début du projet. Durant cette période, les animaux seront suivis individuellement et bi-quotidiennement afin de détecter tout signe de stress ou de douleur (à l’aide d’une grille d'évaluation de l'état clinique des animaux). De même, le personnel veillera à garder une interaction quotidienne avec chaque animal afin de diminuer le stress qui pourrait être engendré par les manipulations. Afin d'optimiser leur bien-être et de leur permettre d'exprimer leurs besoins comportementaux, les animaux sont hébergés dans des volières respectant les recommandations de la Directive Européenne 2010/63/UE et en groupes sociaux de même sexe (avec des congénères non inclus dans ce projet). De l'eau fraîche ad libitum est mise à leur disposition et un aliment adapté à l'espèce et au poids de chaque individu est distribué quotidiennement. Les paramètres environnementaux de l'animalerie sont également suivis et contrôlés afin de répondre aux exigences physiologiques de l'espèce (ex : température, hygrométrie, intensité lumineuse, cycle d'éclairage, renouvellement d'air). En parallèle, un programme d'enrichissement complet est mis en place au sein de l'animalerie afin de permettre aux animaux d'exprimer leurs comportements naturels. Ce dernier comprend : 1) Des enrichissements structuraux permettant aux primates non humain d'évoluer dans un environnement tridimensionnel (perchoirs, barres transversales, grillages...) ; 2) De la litière pour leur permettre de fourrager ; 3) Des jouets variés faisant l'objet d'une rotation une fois par semaine pour éviter que les animaux ne se lassent ; 4) Des friandises (ex : céréales, fruits secs) et des fruits et légumes frais distribués quotidiennement (cachés dans la litière ou dans des jouets distributeurs) ; 5) De la musique d'ambiance diffusée pendant la journée à un volume raisonnable dans le but de réduire le stress en couvrant le bruit causé par les activités du personnel dans les salles adjacentes et en habituant les animaux à la voix humaine. Des points limites précoces ont été déterminés afin de prendre en charge toute forme de douleur ou de souffrance. En cas d’atteinte d’un de ces points, l’animal concerné sera pris en charge selon les recommandations du vétérinaire. L’arrêt du protocole et la mise à mort anticipée sera envisagé si l’animal ne répond pas au traitement ou que son état se dégrade (sous la responsabilité du vétérinaire).
Choix des espèces
Les prélèvements réalisés au cours de ce projet vont notamment permettre de comparer les matrices issues du macaque cynomolgus avec celles d’autres espèces animales couramment utilisées dans la recherche biomédicale telles que rat, la souris et le chien. Ces études comparatives in vitro ont pour objectif de sélectionner le meilleur modèle permettant étudier la sécurité, la pharmacocinétique ou la pharmacodynamie de candidats médicaments à usage humain. En raison de sa proximité phylogénétique et physiologique avec l'Homme, le macaque cynomolgus est un modèle pertinent à inclure dans ces études comparatives. En effet, cette espèce de primates partage de nombreuses similitudes avec l'Homme, notamment en termes de patrimoine génétique, de processus épigénétiques et d’organisation fonctionnelle. Par conséquent, les données obtenues avec ce modèle ont de grandes chances d’être les plus prédictives des réponses observées chez l'Homme vis à vis d'un candidat médicament. Des animaux juvéniles seront utilisés au cours de cette étude. L’utilisation de ce stade de développement est privilégiée car ce projet nécessite que les animaux soient sains et exempt de toute anomalie liée au vieillissement pouvant affecter la qualité des échantillons prélevés (exemple : insuffisance rénale, hépatite, etc…). De plus, une étude similaire réalisée en 2021 pour le même client a utilisé des macaques juvéniles. Les résultats ayant été concluants et dans un souci de reproductibilité, il est pertinent de se placer dans les mêmes conditions que l’étude précédente. Cependant, bien que les animaux soient jeunes, ils ne sont pas acquis uniquement pour ce projet et sont potentiellement réutilisés de projets antérieurs.
Activité neuronale oscillatoire dans les circuits des ganglions de la base pendant le mouvement normal et pathologique: Au-delà des gammes de fréquences (2/2)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Deux chirurgies du cerveau de trois à cinq heures chacune, une IRM sous anesthésie de trois heures, puis des injections intramusculaires quotidiennes de MPTP cinq jours par semaine pendant jusqu'à six mois : 6 macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Cette neurotoxine installe des symptômes parkinsoniens permanents, avec tremblements, rigidité musculaire, difficultés à s'alimenter, perte de poids et apparition d'escarres. Le porteur écrit qu'il n'est "pas nécessaire de réaliser davantage d'expériences sur les animaux si les données sont déjà disponibles quelque part dans le monde", et justifie pourtant ces six macaques par les "pratiques standards" du domaine. Tous sont tués et leur cerveau congelé pour localiser les électrodes, le choix entre macaque à longue queue et macaque rhésus dépendant selon lui des "possibilités d'approvisionnement" dans un contexte de pénurie de singes.
Objectifs
Dans la maladie de Parkinson, le ralentissement et l’absence de mouvements volontaires s’accompagnent d’activités oscillatoires anormales dans un réseau de structures localisées sous le cortex cérébral, aussi appelé les ganglions de la base. Néanmoins, le lien entre ces activités oscillatoires pathologiques et les troubles moteurs caractéristiques de la maladie de Parkinson reste flou malgré des décennies de recherche. D'une part, la concomitance entre la réduction/abolition de ces activités oscillatoires suite à des traitements pharmacologiques et/ou à des procédures chirurgicales et l'amélioration clinique des troubles moteurs suggère un lien de causalité entre ces oscillations neuronales et la planification, le contrôle et la coordination des mouvements. D'autre part, il a été démontré que le ralentissement et l’absence de mouvements volontaires peuvent apparaître avant l'émergence des activités oscillatoires dans les ganglions de la base. De plus, les caractéristiques de ces oscillations neuronales peuvent varier en fonction des différentes structures qui composent le réseau des ganglions de la base. Notre plan de recherche est structuré en trois objectifs complémentaires. Le projet vise à (i) caractériser comment ces activités oscillatoires se produisent et comment elles se propagent dans les différentes structures des ganglions de la base chez des singes parkinsoniens effectuant des mouvements de bras volontaires en direction d’une cible; (ii) identifier le lien entre les caractéristiques de ces oscillations neuronales dans différentes structures du réseau des ganglions de la base et les mouvements normaux/anormaux; (iii) développer de nouvelles approches thérapeutiques permettant une inversion rapide et robuste des changements neuronaux et comportementaux.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à développer des approches thérapeutiques innovantes pour la maladie de Parkinson qui diffèrent significativement des thérapies actuellement disponibles et qui ne peuvent être développées sans une profonde compréhension mécanistique et quantitative de la façon dont le cerveau remplit ses fonctions ainsi que des mécanismes qui sous-tendent ses dysfonctionnements. Ce projet permettra de comprendre les mécanismes de génération et de propagation des activités oscillatoires anormales observées dans les ganglions de la base chez des singes après induction d’un syndrome parkinsonien et révèlera le lien avec les symptômes moteurs parkinsoniens. Ce projet sera donc extrêmement intéressant pour les personnes souhaitant développer de protocoles thérapeutiques originaux visant à restaurer le fonctionnement normal du cerveau. A terme, ce projet aidera à soulager les troubles moteurs des patients souffrant de la maladie de Parkinson tout en minimisant l'apparition d'effets secondaires et donc participera à améliorer leur qualité de vie.
Procédures
Chaque animal subira une IRM pour obtenir une image morphologique 3D du cerveau (30min de transport jusqu'à l'IRM et 180min de procédure). Chacun des animaux sera également soumis à deux chirurgies d'une durée de 3à 5h chacune. La première chirurgie permettra l'injections de particules virales inactivées dans le cerveau visant à modifier les caractéristiques des neurones, et l'implantation d'électrodes d'enregistrements pour recueillir l'activité de ces neurones. La seconde chirurgie permettra l'implantation d'électrodes permettant de délivrer différentes intensités de courant électrique dans le cerveau pour restaurer son fonctionnement normal. Chaque animal subira également une injection intramusculaire quotidienne d'une substance chimique inerte et sans danger pour l'animal visant à manipuler l'activité des neurones dont les caractéristiques ont été modifiées préalablement (une injection par jour d'environ 20 à 30s, 5 jours par semaines durant 3 à 6 mois environ). L'induction du syndrome parkinsonien chez les animaux se fera grâce à des injections quotidiennes intramusculaires (une injection par jour d'environ 20 à 30s pendant n jours) d'une neurotoxine (appelé MPTP) qui provoque des symptômes permanents de la maladie de Parkinson. Le nombre de jours d'injection et le dosage de cette neurotoxine dépendra de la progression du syndrome (mais n'excédera pas plus de 6 mois). Enfin, chaque animal participera à une séance quotidienne d'enregistrements électrophysiologiques de l'activité neuronale (une séance d'environ 1h par jour, 5 jours par semaine durant 12 mois environ).
Impact sur les animaux
La phase précoce de conditionnement et de l'entrainement (c'est-à-dire la capture de l'animal dans la volière à l'aide d'un colier, l'entrainement de l'animal dans la tâche comportemental) peut stresser les animaux. Au cours de la procédure IRM, les nuisances sont essentiellement liées à l'anesthésie qui peut entrainer une baisse de la température corporelle, des troubles respiratoires et/ou cardiaques. Durant le transport à l'IRM, il faut également être très prudent afin que l'animal ne se blesse pas (par exemple plaies/coupures ) avec la cage de transport. De plus, des douleurs et infections peuvent survenir suite aux interventions chirurgicales . Enfin, l'induction du syndrome parkinsonien provoquera l'apparition de symptômes moteurs (c'est-à-dire des difficultés à effectuer des mouvements, une rigidité musculaire, une posture anormale et des tremblements au repos). Par ailleurs, selon la sévérité de ces symptômes parkinsoniens, les animaux pourront présenter des difficultés à s'alimenter et à bouger pouvant donc entrainer une perte de poids et l'apparition d'escarres.
Devenir
Une fois la procédure terminée, les animaux seront profondément anesthésiés et euthanasiés afin de pouvoir effectuer des analyses histochimiques post-mortem qui sont indispensables pour localiser les sites d'enregistrements de l'activité neuronale et l'aspect du cerveau après l’induction du syndrome parkinsonien. Après constatation de la mort de l’animal, le cerveau sera retiré du crâne, congelé pour procéder aux analyses histologiques.
Remplacement
Notre projet a pour but de caractériser les dysfonctionnements qui se produisent dans le cerveau après induction d'un syndrome parkinsonien et de déterminer les conséquences sur le comportement afin de développer de nouvelles approches thérapeutiques pour les patients atteints de la maladie de Parkinson. Ce type de projet ne peut donc pas être effectué via des approches in silico, in vitro ou ex vivo et l'approche in vivo est indispensable. De plus, les singes ont un cerveau et des comportements semblables à l'homme ce qui permet de développer des tâches comportementales complexes et susceptibles de refléter les comportements humains. L'utilisation de rongeurs ou d’autres espèces de vertébrés n'est donc pas appropriée et nous sommes obligés d'utiliser des primates non-humains.
Réduction
Notre objectif est de réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés pour la recherche. Nous y parvenons en planifiant soigneusement et en maximisant les données obtenues chez chaque animal. Ainsi, chaque animal sera son propre contrôle, ce qui diminuera par deux le nombre total d’animaux utilisé pour ce projet. Le nombre d'animaux a été choisi en fonction des pratiques standards qui combinent l'étude de l'activité neuronale et l'étude du comportement chez les primates non-humains. Enfin, notre stratégie de libre accès aux données sera essentielle non seulement pour les avancées scientifiques, mais aussi pour des raisons éthiques. En effet, il n'est pas nécessaire de réaliser davantage d'expériences sur les animaux si les données sont déjà disponibles quelque part dans le monde.
Raffinement
En début de protocole et durant 3 mois, l’expérimentateur habituera les animaux à sa présence (15-30min par jour, 5 jours par semaine). L’expérimentateur apprendra à l’animal à se laisser attraper par son collier à l’aide d’une canne et à rester calmement assis dans une chaise de travail (5 jours par semaine). Pendant la durée totale des expériences, les animaux seront maintenus en groupe et bénéficieront d'un environnement enrichi (jouets, musique). Le transport de l’animal vers la plateforme de bio imagerie située à 200m de l’animalerie se fera à l’aide d’une boîte de transport dédiée mise sur un chariot et protégée des regards extérieurs par une housse. L’animal anesthésié sera maintenu au chaud sous une couverture et bordé d’une bouillotte. Au total, la durée de l’examen sera de 30min de transport et 180min d’acquisition IRM. Les chirurgies seront réalisées de façon stérile et sous anesthésie profonde. Une couverture antalgique en pré- et post-opératoire sera utilisée pour limiter la douleur de l’animal après l’intervention chirurgicale. Enfin, pour limiter la douleur que peuvent engendrer les incisions cutanées, nous administrons un anesthésique local avant incision. Pour le contrôle de la température, avant l’induction de l’anesthésie, une sonde sera insérée dans le rectum des animaux. De plus, durant la totalité de la chirurgie, les animaux seront placés sous une couverture (électrique) chauffante qui est régulée en fonction de la température corporelle. Suite aux chirurgies, les animaux seront quotidiennement observés durant 5 à 7 jours post-chirurgie par le personnel de l'animalerie sur des critères comme la posture de l’animal, son activité, son interaction, sa nutrition etc. Une attention toute particulière sera porté aux risques d'infections, d'abcès, d'œdèmes et d'inflammation. Enfin, durant l'induction du syndrome parkinsonien, les animaux seront également quotidiennement observés pour évaluer la sévérité de la maladie et induire un syndrome parkinsonien stable et modéré. Si les symptômes s'accentuent (difficultés à s'alimenter et à bouger, pouvant entrainer une perte de poids et l'apparition d'escarres), l'animal sera immédiatement sorti du protocole et séparé des autres animaux, de façon à sécuriser son hébergement et éviter qu’il se blesse. De plus, des précautions particulières seront prises telles que l'utilisation de matelas moelleux/alèses et de fréquents changements de position pour éviter les chocs et le développement d'escarres.
Choix des espèces
Contrairement à d'autres espèces de vertébrés (e.g., rongeurs), le macaque possède une organisation du cerveau semblable à celle de l'homme. De plus, le macaque possède un répertoire de comportements plus large et plus proche de celui de l'homme ce qui nous permet de développer des tâches comportementales complexes et susceptibles de refléter les comportements humains. L'utilisation du primate non-humain permettra donc de plus facilement transposer nos résultats à l’homme et reste donc indispensable dans le cadre de cette étude. De plus, les animaux utilisés pour ce projet seront âgés d’au moins 36-48 mois. A cet âge, on peut considérer que le développement du système nerveux central à atteint sa maturité. Ce paramètre est important à respecter puisqu’il nous permettra de comparer plus aisément les résultats obtenus chez ces animaux avec les caractéristiques observés chez l’homme à l’âge adulte. Notons que dans le contexte (européen et mondial) actuel de pénurie de singes pour la recherche scientifique, le choix du singe cynomolgus ou du singe rhésus dans ce projet dépendra des possibilités d'approvisionnement. Quoiqu'il en soit, nous n'attendons pas de différences majeures entre ces deux espèces.
Etude de l’efficacité de traitements innovants pour traiter le syndrome hématologique radio-induit chez le primate non humain (PNH)
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Des macaques à longue queue subissent une irradiation du corps entier sous anesthésie générale, puis un traitement quotidien pendant 30 jours, jusqu'à 16 ponctions de sang et 6 ponctions de moelle osseuse sous anesthésie en trois mois, et parfois l'implantation chirurgicale d'une chambre d'injection. 73 macaques vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger ou sévère, pour tester une molécule contre les lésions de la moelle osseuse dues aux radiations, dans la perspective d'une guerre ou d'un accident nucléaire, et les résultats rejoindront le dossier d'enregistrement de cette molécule. Les macaques irradiés peuvent présenter des saignements sous la peau, une anémie, des difficultés respiratoires, des vomissements, des diarrhées et des saignements digestifs, et le porteur attend une atteinte des points limites chez environ la moitié des témoins. Les irradiés sont tués pour une analyse anatomopathologique et une banque de tissus, ceux qui n'ont reçu que le traitement pourront être réutilisés après avis vétérinaire, et 8 macaques sont déclarés réutilisés. Au score limite, un vétérinaire et le directeur d'étude prennent "une décision rapide quant au devenir de l'animal", sans que sa nature soit précisée.
Objectifs
Dans un contexte de guerre nucléaire ou d’accident nucléaire majeur, l’exposition à une forte dose de rayonnement ionisant conduit notamment à des dommages de la moelle osseuse, qui produit les cellules sanguines. Ces atteintes sont parmi les premières causes de mortalité des victimes civiles comme militaires. En dépit des avancées des dernières décennies, le besoin d’une molécule capable de réduire ces effets et de mise en œuvre facilitée dans le contexte d’un afflux de nombreuses victimes demeure. Le but du présent projet est d’évaluer l’efficacité d’une nouvelle molécule pour 1) réduire la gravité des dommages de la moëlle osseuse et 2) accroitre le taux de survie des victimes. Cette évaluation sera réalisée chez le primate non humain (PNH). En effet, le présent projet est mené en parallèle du développement clinique de cette molécule et il apportera les données d’efficacité qu’il n’est pas possible d’obtenir chez l’humain. Les résultats obtenus seront inclus dans le dossier d’enregistrement. Une étude de pharmacologique préliminaire a déjà été réalisée chez le PNH et ses résultats seront utilisés dans raffiner notre étude. Conformément aux recommandations européennes, l’évaluation de l’efficacité thérapeutique sera réalisée chez des modèles animaux mâles et femelles. Des molécules dérivées de la nouvelle molécule pourront éventuellement être testées en complément, dans le cadre d’études pilotes. Cette étude comportera 2 phases : • une phase d’efficacité pilote, réalisée étape par étape, sur de petits nombres d’animaux, • si la la phase pilote est concluante, une étude d’efficacité incluant suffisamment d’animaux pour permettre une analyse statistique robuste.
Bénéfices attendus
Valider un nouveau traitement des lésions de la moelle osseuse après une exposition à des radiations, en particulier dans les situations d'urgence où il y a un grand nombre de victimes. L'objectif est de trouver une méthode efficace pour traiter ces lésions le plus rapidement possible et améliorer les chances de guérison des personnes touchées.
Procédures
Irradiation corporelle totale unique sous anesthésie générale Administration quotidienne pendant 30 jours de traitements médicamenteux (médicamenteux (voie orale, sous-cutanée ou intraveineuse ; durée de chaque traitement : 10 minutes maximum). Une éventuelle implantation d’une chambre d’administration du traitement sous anesthésie générale. Durée de l’intervention 30 minutes. Suites possibles : réaction locale au site d’incision : gonflement, suintement de la plaie rare, durée de 1 à 5 joursPonctions de sang veineux (16 ponctions maximum sur une durée de 3 mois) et de moelle osseuse (6 maximum sur une durée de 3 mois) sous anesthésie générale durant 30 à 45 minutes chacune.
Impact sur les animaux
Après l’irradiation, les animaux qui ne peuvent reconstituer leur hématopoïèse sont victimes de petits saignements visibles sur la peau sous la forme de pétéchies, conséquence du manque de plaquettes. La perte de sang correspondante provoque une anémie et une fatigue jusqu’à des difficultés de respiration, entre 10 et 20 jours après irradiation. Des troubles gastro-intestinaux tels que nausées, vomissements, diarrhées et saignements digestifs peuvent se produire. Une anorexie résultant en une perte de poids de 5-10% est possible, entre 10 et 40 jours après irradiation. Une atteinte des points limite est attendue chez environ la moitié des animaux témoins. L’administration des molécules peut causer un stress.. L’éventuelle chirurgie pour implanter une chambre d’administration du traitement peut induire une réaction locale au site d’incision -gonflement, suintement de la plaie), rarement : une hémorragie et/ou une infection. Les anesthésies peuvent induire une légère perte d’appétit dans les premières heures qui suivent, pouvant causer une déshydratation chez les animaux qui sera surveillée et compensée au besoin.
Devenir
Animaux irradiés : mise à mort pour analyse anatomopathogique et constitution d’une tissuthèque Animaux non irradiés : les animaux ayant reçu uniquement le traitement pourront être réutilisés dans d’autres protocoles après un avis vétérinaire favorable.
Remplacement
Il n’existe pas d’alternative à l’utilisation de modèles animaux pour réaliser ce projet. L’évaluation de l’efficacité d’une molécule pharmacologique capable de réduire la durée et la profondeur l’atteinte de la moelle osseuse radio-induite sévère chez l’humain nécessite une étude de la réponse intégrée à l’échelle de l’organisme entier. D’autant plus qu’en cas d’irradiation corporelle totale où d’autres tissus que le tissu hématopoïétique, notamment le système digestif, sont impliqués. Il est donc nécessaire d’utiliser un organisme entier présentant les caractéristiques physiologiques et immunologiques les plus proches de l’humain que possible. Le modèle expérimental primate non humain (macaque) répond à ces requis entrant pleinement dans le cadre de l’évaluation d’un traitement d’une « maladie » létale . Il reproduit de plus le caractère intrinsèquement hétérogène des dommages radio-induits observés après irradiations accidentelles, lié notamment à l’atténuation du rayonnement par l’épaisseur corporelle. Ce paramètre est fondamental pour tester la capacité d’une molécule à stimuler l’hématopoïèse résiduelle issue des zones relativement sous exposées.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit au minimum nécessaire. L’étude préliminaire inclura les animaux de façon échelonnée, pour tirer parti des résultats des cohortes précédentes afin de minimiser le nombre d’animaux inclus. Dans la même optique de réduction, nous réaliserons une phase de preuve de concept avec un nombre réduit d’animaux par groupe (n=4 ou 5), avec des cohortes échelonnées. Cette phase sera considérée un jalon décisif pour la poursuite de l'étude. L’étude permettant une analyse statistique robuste, qui inclut un nombre plus important d’animaux par groupe (n=8), nécessaire pour démontrer l’efficacité de la molécule candidate, utilisée seule ou en combinaison, selon les recommandations des agences réglementaires, ne sera réalisée que si la preuve de concept est concluante. Le nombre d’animaux par groupe a été calculé pour permettre de mettre en évidence l’efficacité du traitement selon les méthodes statistiques en vigueur.
Raffinement
Les interventions et l’irradiation seront effectuées sur des animaux anesthésiés. Les animaux seront suivis quotidiennement par du personnel formé et des mesures seront réalisées à chaque anesthésie. Une grille de suivi clinique et biologique, basé sur notre expérience et sur la bibliographie, a été établi. Ce score pourra être adapté si besoin afin de suivre de plus près l’évolution clinique des animaux pour limiter au mieux la souffrance. Les traitements seront réalisés en première intention sur les animaux vigiles après un entrainement comportemental par conditionnement opérant de type click-training, faisant appel à la collaboration des animaux. Après l’éventuelle chirurgie pour implanter une chambre d’administration des traitements,une surveillance accrue sera réalisée pendant 15 jours avec une échographie de contrôle à J15 post implantation. En cas de douleurs, une analgésie sera mise en place. Suivi quotidien : • Suivi de l’état général des animaux vigiles (1x/j minimum, week-end compris). En cas de modification de comportement de l’animal ou de signe de souffrance, un signalement vétérinaire sera effectué. • Les animaux seront scorés chaque jour avec la grille précédemment établie avec les vétérinaires de l’installation. Cette grille a une valeur prédictive quant à la possible dégradation de l’animal. Si un PNH venait à atteindre un score limite, un vétérinaire et le directeur d’étude seront consultés immédiatement pour prendre une décision rapide quant au devenir de l’animal. • Si des atteintes inattendues surviennent ou si l’animal démontre une souffrance non anticipée, une analgésie sera mise en place si pertinente et un vétérinaire et le directeur d’étude seront également consultés immédiatement pour prendre une décision rapide quant au devenir de l’animal. Suivi lors des prélèvements : En plus du suivi clinique (poids, température), un suivi biologique complémentaire sera réalisé. Ce suivi sera réalisé à une fréquence plus rapprochée au début de l’étude puis progressivement espacée lorsque la période critique sera passée. Transport : les animaux seront transportés vigiles, par paire au minimum. Des jouets, de l’eau et de la nourriture seront à leur disposition. Hébergement : les animaux seront hébergés en accord avec la réglementation et bénéficieront d’un l’enrichissement multimodal : sensoriel, alimentaire, social et ludique (jouets fixes et mobiles).
Choix des espèces
Le macaque cynomolgus jeune adulte (2 à 8 ans), qui est notre modèle animal historique, a été retenu pour ce projet car : - Il présente des caractéristiques physiologiques, hématologiques et immunologiques proches de l’humain adulte. - Il permet de plus de par sa taille, son âge (hématopoïese mature non sénescente) et son épaisseur corporelle de reproduire le caractère hétérogène des irradiations accidentelles (gradient de dose et donc de dommage antéro-postérieur significatif) fondamental pour tester la capacité d’une molécule à stimuler l’hématopoïèse résiduelle post accidentelle.
Etudes par électrophysiologie, imagerie ultrasonore fonctionnelle du contrôle oculomoteur chez le macaque pour la compréhension du traitement de l’information sensorimotrice
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
- Système nerveux
Macaques rhésus : 3
Une IRM de trois heures sous anesthésie, puis deux à cinq chirurgies pouvant durer huit heures pour fixer sur le crâne un plot de contention et une chambre d'enregistrement, nettoyée ensuite trois fois par semaine. 3 macaques rhésus et 3 macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Cinq jours par semaine, la tête maintenue jusqu'à trois heures d'affilée, ils exécutent des tâches visuelles récompensées par de l'eau, leur ration quotidienne étant contrôlée pour entretenir la motivation, ce que le porteur reconnaît pouvoir provoquer soif, déshydratation et perte de poids. Les six seront réutilisés dans d'autres protocoles, le porteur expliquant qu'un animal déjà entraîné évite d'en former un nouveau.
Objectifs
L’étude de la relation entre l’anatomie et les fonctions du cerveau et plus particulièrement le lien entre la vision et les mouvements des yeux est principalement réalisée par IRM (imagerie par résonnance magnétique). Cette technique d’imagerie reste limitée par sa précision dans l’espace et le temps pour les études pour permettre de visualiser l’activité cérébrale. Afin d’améliorer sensiblement l’étude du lien entre la vision et les mouvements des yeux, un système échographique sera utilisé dans ce projet. Cette technique échographique permet de voir les flux vasculaires rapides dans les petits vaisseaux avec une meilleure précision et sensibilité que l’IRM. Notre objectif est double, comprendre le fonctionnement du lien entre la vision et les mouvements des yeux avec une précision jamais atteinte et développer des outils d’imageries performants et robustes pour qu’ils soient transférés en clinique pour le diagnostic de problèmes de traitement de l’information visuelle chez l’Homme. Afin de prouver la cohérence des résultats obtenus par imagerie échographique, nous ferons également des mesures d’enregistrement de l’activité électrique des neurones, des acquisitions par imagerie échographique et des tests de comportement sur les réflexes des mouvements des yeux.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont : 1- Mieux comprendre le fonctionnement du lien entre la vision et les mouvements des yeux dans son ensemble avec une précision jamais atteinte et développer des outils d’imageries performants et robustes pour qu’ils soient transférés en clinique pour le diagnostic chez l’Homme. 2- Permettre d’envisager de nouveaux essais cliniques de la technique de neuro-modulation (moduler l’activité des neurones) par ultrasons en améliorant la technique notamment dans le choix des paramètres ultrasonores. 3- Enfin la technique d’imagerie ultrasonore fonctionnelle ultrarapide a également pu montrer son intérêt sur le modèle rongeur. Le développement et la validation de cette technique chez le primate serait une étape importante en vue de son transfert en imagerie médicale chez l’homme sain et les patients.
Procédures
- Tous les animaux sont habitués aux différents dispositifs permettant de diminuer le stress de l’animal afin de réaliser les tâches comportementales, au personnel- Imagerie à Résonnance Magnétique (IRM) : Les 6 animaux réaliseront une seule IRM avec une durée d’anesthésie d’environ 3 heures et 2h environ d’acquisition. - Afin de pouvoir maintenir la tête lors des enregistrements et permettre l’acquisition de données, les 6 animaux sont implantés sous anesthésie générale avec un dispositif placé sur la tête permettant la fixation de la tête et d’une chambre permettant les enregistrements. La mise en place de la chambre facilite l’enregistrement de l’activité cérébrale. Les animaux auront au minimum 2 chirurgies sous anesthésie générale (1 pour la mise en place du plot de fixation de la tête, 1 pour la mise en place de la chambre) et au maximum 5 chirurgies (les deux précédentes, 1 pour la mise en place d’une deuxième chambre et 2 pour la remise en place du dispositif et pour entretiens des implants, si nécessaire). La remise en place du système sera réalisée après l’accord vétérinaire. Ces chirurgies seront réalisées sous anesthésie générale pour une durée maximale de 8 heures. - Les dispositifs implantés (chambres et plot de fixation) seront nettoyés au minimum 3 fois par semaine pour chaque animal. - Les 6 animaux implantés participeront à des enregistrements de l’activité du cerveau et des neurones pendant qu’ils réaliseront des tâches visuelles. Ces enregistrements dureront au maximum 3 heures et auront lieu quotidiennement, 5 fois par semaine maximum. ***Ces enregistrements pourront nécessiter une injection intraveineuse d'un agent de contraste, après habituation de l'animal via un renforcement positif, et après avoir défini l'ensemble des paramètres d'enregistrement lors d'anesthésies dediées (duree 2h, maximum 10 par animal)***. Afin de favoriser la motivation des animaux pendant les tâches comportementales, ceux-ci seront récompensés à l’aide d’une récompense hydrique qui constituera une partie de leur apport journalier en eau. Les animaux ne réalisent pas de tâches comportementales le week-end, ils ont un apport en eau plus important dans leur hébergement. Un retour progressif à un apport à volonté est effectué 2 fois une semaine chaque année. Une surveillance quotidienne des apports en eau de chaque animal est réalisée afin de toujours couvrir leur besoin afin de garantir un bon état d’hydratation et les maintenir en bonne santé.
Impact sur les animaux
- Des douleurs liées à la chirurgie, après la chirurgie de la pose de l’implant et des chambres d’enregistrements. - Un stress/ contrainte peut être induit lors des séances d'électrophysiologie où l'animal doit être fixé jusqu’à 3h. - Des risques d'infection sur les implants et lors de l'introduction des électrodes peuvent se produire. - La restriction hydrique peut également induire un stress pour l’animal, entrainer une sensation de soif, de la déshydratation, une perte de poids. - Le stress de l’hébergement en captivité peut également être induit chez les animaux notamment pendant la première période d’acclimatation au laboratoire. - Les risques de perte d’implant peuvent survenir suite à un rejet du matériel bio-compatible provoquant chez certains animaux une réponse inflammatoire chronique et un rejet du matériel chirurgical. - Les risques liés à l’anesthésie peuvent également survenir lors des premières anesthésies et spécificité de réponse aux produits pharmacologiques et/ou lors du réveil. Les risques anesthésiques existent pour toutes les interventions qui vont nécessiter cette mise en place, avec la tolérance/réaction individuelle aux molécules utilisées ainsi que la capacité de la récupération propre à chaque animal.
Devenir
Tous les animaux (total 6 individus) seront réutilisés pour poursuivre l’acquisition de données sur ce sujet de recherche afin de privilégier la réutilisation d’un animal déjà entrainé par rapport à un animal naïf (réduction du nombre d’animaux). Cette réutilisation se fera en accord avec l’équipe vétérinaire et dépendra de l’état de bien-être des animaux.
Remplacement
L’étude portant sur un système intégré dans sa globalité (de l’œil jusqu’au cerveau), il est impossible de remplacer les animaux par des cultures de cellules des simulations ou autres. Des comportements cognitifs complexes impliquant des tâches d’inhibitions du mouvement nécessitant le cortex pré-frontal (zone avant du cerveau) sont très difficilement voire jamais atteints chez les rongeurs ou d’autres petits primates non humains (par exemple : tâche où les individus doivent regarder dans la direction opposée à un point en inhibant le mouvement réflexe d’observer le point).
Réduction
Les normes de publication indiquent que les données doivent être reproduites pour au minimum 2 animaux (parfois jusqu’à 4 si les mesures intra-individuelles sont trop importantes) afin d'obtenir des données fiables et interprétables. Les animaux participeront à plusieurs tâches comportementales (la quantité de données récoltées par animal permet un traitement statistique en s’affranchissant du petit nombre d’individu) et/ou de perturbations d'activité cérébrale cela afin de limiter le nombre d'animaux. La participation des animaux aux protocoles de recherche peut également permettre la stimulation sensorielle et motrice ainsi que participer à une occupation interactive journalière. Le nombre d’animaux nécessaire pour cette étude a été déterminé par des calculs de puissance. Il a été ainsi établi que 6 animaux seront essentiels pour la réalisation de ce projet.
Raffinement
L’état de bien-être de l’animal est primordial et à la moindre anomalie des mesures seront prises pour le restaurer. Des points limites ont été établis pour assurer une prise de décision rapide et efficace pour s’assurer que le bien-être de l’animal sera là aussi toujours préservé. L’hébergement, l’enrichissement ainsi qu’une alimentation adaptée seront mis en place pour stimuler les animaux et limiter les comportements anormaux (stéréotypies, prostration…). Une sortie du protocole est possible si le comportement de l’animal est contraire à son bien-être. L’entraînement régulier par renforcement positif permettra d’instaurer une routine limitant les contentions et le stress lors des manipulations et les tâches demandées. Les hébergements en paire sont favorisés, à défaut l’animal sera seul en conservant les contacts visuels/olfactifs avec ses congénères. Le contrôle hydrique sera adapté à la demande de chaque animal en ayant intégré les particularités individuelles. Lors des chirurgies et IRM : ces interventions sont réalisées sous anesthésie générale avec la mise en place d’anti-douleurs adaptés (avant, pendant et après, une réévaluation avec le vétérinaire est disponible si besoin) lors des anesthésies, une surveillance des constances physiologiques (rythmes cardiaque et respiratoire, température…) est toujours mise en place Le dispositif implanté sera le plus petit possible pour le confort de l’animal et limiter la gêne. Il sera posé dans des règles strictes d’asepsie. Le post-opératoire sera surveillé avec une ide à l’alimentation pour faciliter la récupération, des enrichissements et une taille de la cage adaptés pour stimuler l’animal et faciliter les déplacements. La récupération complète est vérifiée avant la poursuite du projet. Une surveillance renforcée des comportements alimentaires, individuels et sociaux. Sur le plan scientifique : - l’acquisition de données sera arrêtée lorsque la quantité obtenue sera statistiquement suffisante pour les analyses pour utiliser les animaux pour ce qui est strictement nécessaire.
Choix des espèces
Les fonctions cérébrales et l’anatomie du système oculomoteur chez le macaque (Macaca mulatta et Macaca fascicularis) se rapprochent fortement de celles de l’Homme, en plus des similitudes cognitives. Notre objectif est d’améliorer, chez l’Homme, les outils d’imagerie ainsi que les connaissances biologiques nécessaires pour le diagnostic des pathologies cérébrales. Pour cela, nous utilisons l’imagerie de l’activité du cortex frontal (zone avant du cerveau) et de modulation de l’activité des neurones avec des ultrasons via la rétine (œil). Ce modèle animal est le plus pertinent car le plus proche et transférable à l’homme. Concernant le système cérébral gérant les mouvements des yeux, aucune donnée comportementale et/ou physiologique n’ont mis en évidence une différence associée au sexe des animaux quant au contrôle des mouvements des yeux chez les primates. Par ailleurs, le nombre d’animaux de chaque espèce est dépendant des disponibilités d’approvisionnement (3 par espèce). Les animaux de ce projet sont adultes ou jeunes adultes (superieur à 3ans) car à cet âge, le cerveau est suffisamment mature. Les animaux sont tous identifiables par un tatouage réalisé par l’éleveur après leur naissance qui est obligatoire pour ces espèces et leur exportations/importations au laboratoire.