Macaques à longue queue

Vingt-huit des 32 macaques à longue queue seront tués pour prélever leurs yeux et vérifier l'intégration de la thérapie génique, les quatre autres restant en vie. Tous sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, sur une période pouvant atteindre six mois. Chaque animal subit jusqu'à sept batteries d'examens oculaires de cinquante minutes, une injection dans chaque œil, huit prélèvements de sang et sept ponctions d'humeur vitrée sous anesthésie générale, chaque anesthésie étant précédée d'un jeûne de seize heures, avec des contentions répétées pendant les sept jours suivant l'injection. Le porteur justifie le recours au primate par l'absence de fovéa chez les rongeurs, les chiens et les porcs, cette zone centrale de la rétine n'existant que chez les simiens, l'être humain compris.

Objectifs

Ce projet de recherche vise à développer une nouvelle approche pour traiter certaines maladies des yeux qui provoquent une perte de vision, comme la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA), la rétinopathie diabétique et la rétinopathie du prématuré. Ces maladies sont causées par une croissance anormale des vaisseaux sanguins dans la rétine, pouvant entraîner des saignements, des cicatrices et une perte de vision irréversible. Actuellement, les traitements existants, comme les injections répétées dans l’œil, permettent de ralentir la progression de la maladie, mais ils sont contraignants et ne suffisent pas toujours à stopper la dégradation de la vision. Notre recherche propose une nouvelle solution : une thérapie génique qui permettrait aux cellules de l’œil de produire elles-mêmes un traitement capable de bloquer cette croissance anormale des vaisseaux. En utilisant un vecteur viral spécifique (AAV), nous espérons cibler précisément certaines cellules de la rétine afin de prolonger l’effet du traitement et réduire le besoin d’injections répétées. Ce projet pourrait améliorer la qualité de vie des patients en leur offrant une solution plus efficace et durable, tout en réduisant les contraintes liées aux traitements actuels. Ces travaux permettront aussi d’en apprendre davantage sur ces maladies et d’optimiser les futures thérapies géniques pour la vision.

Bénéfices attendus

A terme, le bénéfice de ce projet fera progresser les connaissances scientifiques concernant l'étude et l'identification de nouveaux outils de thérapie géniques ciblant le traitement de maladies touchant le système visuel et plus spécifiquement la dégénérescence maculaire liée à l'âge. À long terme, les découvertes apportées par ce projet serviront au développement de thérapies géniques efficaces permettant de guérir des maladies de la vision.

Procédures

Les interventions prévues seront les suivantes : (1) Jusqu’à 7 batteries d’examens oculaires (environ 50 minutes par animal), comprenant une tomographie en cohérence optique, un examen du fond d’œil, un examen à la lampe à fente et une angiographie. Ces examens seront réalisés le mois précédant les interventions, le jour des interventions, puis à raison d’une séance mensuelle (maximum 6 mois). (2) Injections intraoculaires (une injection unique par œil, d’une durée d’environ 5 minutes). (3) Jusqu’à 8 prélèvements sanguins réalisés sous anesthésie générale (durée d’environ 5 minutes chacun), espacés de 15 jours à 1 mois. (4) Jusqu’à 7 prélèvements d’humeur vitrée sous anesthésie (environ 5 minutes chacun), réalisés le jour des injections puis à raison d’un prélèvement mensuel. (5) Chirurgie terminale sous anesthésie profonde, destinée au prélèvement des yeux.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sur les animaux sont le jeûne de moins de 16h nécessaire la veille des anesthésies, un stress provoqué par la réalisation de certains gestes techniques tels que la capture de l’animal, les contentions répétées (pendant 7 jours post injection), potentiellement une légère perte de poids consécutive aux injections et le maintien en infirmerie les jours suivant les injections. Une légère douleur liée à la réalisation des gestes techniques (Injection intravitréenne des AAVs sous anesthésie générale) et des peut être observée également. Les injections et induction de la croissance des vaisseaux, bien que réalisées sous anesthésie générale et couverture analgésique, peuvent engendrer un très léger inconfort au niveau de la zone d’injection.

Devenir

A l’issue de la procédure, 28 des 32 animaux seront mis à mort pour prélèvements et analyses de tissus oculaires afin de vérifier la bonne intégration de la thérapie génique. Les 4 animaux non inclus dans l'étude seront gardés en vie.

Remplacement

Les maladies rétiniennes de type dégénérescence maculaire liée à l'âge ou rétinopathies affecte les cellules de la rétine et plus particulièrement la fovéa. Les outils de thérapie génique ciblant ces cellules, l'utilisation de modèle animaux tels que les rongeurs n'est pas possible car ils ne possèdent pas de fovéa. De plus, l'efficacité des vecteurs viraux qui seront utilisés ont été testés et validé au préalable in vitro sur des explants rétiniens humain. La technique proposée dans ce projet aura pour objectif la validation d'une preuve de concept visant à être évaluée à plus long terme dans des études cliniques chez l'Homme. Ce passage à la clinique nécéssite donc cette phase sur modèle animal.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisé pour ce projet a été réduit à son maximum afin d’obtenir des résultats statistiquement fiables. Trente deux macaques seront ainsi utilisés sur 5 ans. Ce nombre d'animaux à été déterminé sur la base d'études similaire réalisées chez le PNH.

Raffinement

Pour chaque procédure réalisée, les interventions seront réalisées sous anesthésie générale complétée par des compléments analgésiques et anti-inflammatoires. Les méthodes expérimentales ont été pensées et choisies pour éviter toute souffrance des animaux et des points limites ont été établis afin de soustraire l’animal à la souffrance en cas d’effets indésirables. Les animaux seront hébergés en groupes sociaux, dans des animaleries respectant les standards prévus par la réglementation et dans un environnement adapté et enrichi (enrichissements structurels, jouets, litière pour fourrager, socialisation).

Choix des espèces

Les maladies de la vision humaine pour lesquelles le bénéfice du développement de thérapie génique est le plus porteur concerne les maladies altérants les photorécepteurs de la fovea, partie centrale de la rétine. Cette région de l’oeil contient les cônes nécessaires à la vision des couleurs et n’est pas présente chez le rongeur, les chiens ou les porcs invalidant par conséquent leur utilisation pour ce type d'étude. Le primate non-humain a ainsi été choisi car la fovéa n’est présente que chez les simiens (homme inclus). Le modèle PNH choisi et accessible est le macaque cynomolgus. Cette espèce est l’une des espèces de PNH la plus utilisée en recherche pour ce type d’étude. En effet, le macaque cynomolgus présente une structure anatomique de la rétine similaire à celle de l'Homme avec la présence de la fovéa. Ce projet sera réalisé avec des animaux adultes âgés à minima de plus de 3 ans de manière à ce que les structures oculaires soient développées.

Évaluer la toxicité de candidats médicaments avant les premiers essais chez l'humain conduit à utiliser 2 550 macaques, 2 508 crabiers et 42 rhésus, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. 2 473 d'entre eux sont tués à la fin pour l'analyse histopathologique de leurs organes, exigée par la réglementation, et 77 sont gardés en vie pour être réutilisés. Ils reçoivent le composé chaque jour ou chaque semaine, restent attachés en chaise de contention jusqu'à quatre heures, sont mis à jeun seize heures avant sédation, et pour certains opérés sous anesthésie générale afin de recevoir un émetteur de télémétrie. L'hébergement seul dure de un jour à trois mois quand le protocole l'impose. Le porteur affirme que l'évaluation chez une espèce non-rongeur est "indispensable" pour chaque nouveau candidat médicament, et que le macaque est parfois "l'unique espèce pertinente".

Objectifs

Le projet réalisé dans un cadre réglementaire a comme objectif de permettre l'évaluation du potentiel toxique d'un candidat médicament dans le cadre de son développement préclinique (tests réalisés chez l’animal). Conformément aux lignes directrices, l’évaluation chez une espèce non-rongeur est indispensable pour chaque nouveau candidat médicament avant de démarrer les essais cliniques chez l’homme et avant toute autorisation de mise sur le marché. L'espèce primate non humain est parfois l’unique espèce pertinente pour le développement préclinique de composés biologiques (protéines thérapeutiques, anticorps monoclonaux, vaccins anti-cancer). Ces études permettent d’évaluer le schéma thérapeutique envisagé et de réduire le risque potentiel encouru par le volontaire sain à la suite de l’administration du candidat médicament au cours des premiers essais cliniques.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus de ce projet sont le développement et la mise sur le marché de nouveaux médicaments pour des pathologies invalidantes, des maladies graves, en caractérisant les effets et les doses toxiques des médicaments en développement, selon la règlementation, pour assurer la sécurité des nouveaux médicaments.

Procédures

Les animaux sont traités par différentes voies (ex : orale, injection intramusculaire) de façon journalière ou hebdomadaire avec le composé d’intérêt. La durée de l’administration est généralement rapide (quelques secondes à quelques minutes) et peut atteindre 4h maximum dans le cas de perfusion intraveineuse. Les prélèvements réalisés chez l’animal vigile (ex : sang, par les voies veineuses périphériques) nécessitent une contention de courte durée (jusque 4h maximum pour des perfusions intraveineuses). Les prélèvements nécessitant une sédation et/ou une anesthésie (ex. biopsie) ont une durée estimée à une heure maximum, Pour certaines études (rares), un hébergement individuel peut être requis pour collecter des données individuelles ou éviter les contaminations d'un animal à l'autre. Par exemple, des examens urinaires ou de selles peuvent nécessiter un hébergement individuel en cage à métabolisme (4 heures en général, 18 heures maximum). Si la procédure expérimentale ne permet pas de regrouper les animaux (ex : traitement dans l'alimentation ou l'eau de boisson avec nécessité de déterminer précisément la dose administrée à chaque animal et/ou cinétiques de collecte de fécès ou d’urine), ou en cas d’agressivité et d’incompatibilité sociale entre les animaux (ex : animaux sexuellement matures), les animaux doivent être hébergés individuellement (volières habituelles) pendant toute la durée de l’étude (de un jour à 3 mois). Pour les évaluations cardiovasculaires par télémétrie, soit les animaux portent un gilet (après habituation), soit sont implantés chirurgicalement sous anesthésie générale (durée de 2h maximum, avec analgésie et suivi péri-opératoire adaptés, sur au moins 10 jours).

Impact sur les animaux

Les effets indésirables ou nuisances attendus correspondent essentiellement : - aux effets du produit administré (exemple : variation de la fréquence respiratoire) - aux effets systémiques (exemple : perte de poids, baisse de consommation alimentaire) - à l’inconfort généré par les procédures : de contention (exemple : contention en chaise sur une durée maximale de 4 heures, port du gilet de télémétre), d’administration (exemple : cas des administrations répétées), et/ou de prélèvement sur animal vigile (exemple : prélèvement de sang, de sperme) - à la sédation/anesthésie générale requises pour certaines procédures (prélèvements de biopsie, implantations chirurgicales d’émetteurs de télémétrie) et nécessitant une mise à jeun (environ 16 heures) - à la chirurgie (par exemple pour implanter un emetteur de télémétrie pour l’enregistrement des paramètres cardiovasculaires) et aux effets indésirables post-opératoires éventuels. - hébergement individuel (contacts olfactifs, visuels, sonores préservés), le cas échéant

Devenir

Les études de toxicologie règlementaires incluent une évaluation obligatoire des effets sur les organes et tissus (analyse histopathologique), et nécessitent par conséquent une mise à mort des animaux en fin d’étude. Pour les études où une analyse des tissus et organes en fin d’étude n'est pas nécessaire, et si les animaux ont subi uniquement des effets légers ou modérés et réversibles, les animaux peuvent être gardés en vie, et être réutilisés dans un autre projet après une période de récupération et autorisation du vétérinaire. Il est estimé qu’environ 77 animaux seront gardés en vie.

Remplacement

L'évaluation de la toxicité d'un candidat médicament et/ou d’un dispositif médical ne peut pas être réalisée in vitro. Il n'existe pas de méthode alternative in vitro pour ce type de procédure de traitement identique à celle utilisée chez l'homme, en raison notamment de la complexité que représente un organisme vivant. Dans certains cas, l'espèce primate non humain est la seule espèce pertinente pour les essais pré-cliniques (similarités physiologiques ou métaboliques Homme-primate non humain), par exemple dans le cas de composés biologiques (protéines thérapeutiques, anticorps monoclonaux, vaccins thérapeutiques anti-cancer...).

Réduction

Le nombre d'animaux par groupe est celui recommandé dans les lignes directrices ICH (International Council for Harmonisation) ou OCDE (Organisation de coopération et de développement économiques), et correspond au minimum nécessaire et suffisant pour obtenir des résultats fiables et atteindre les objectifs de l’étude. Le besoin de groupe contrôle, le nombre de doses nécessaires, ainsi que les techniques de prélèvements sanguins sont évalués systématiquement pour assurer une réduction du nombre d’animaux. En incluant dans une même étude (i.e. sur les mêmes animaux), l’évaluation toxicologique et l’évaluation des paramètres de pharmacologie de sécurité, le nombre d’animaux utilisés est très nettement réduit.

Raffinement

Les procédures, les conditions d’hébergement et matériel utilisés ainsi que les enrichissements fournis sont adaptés aux animaux utilisés dans ce projet. Des enrichissements variés (ex : graines dans des copeaux, tablettes à différentes hauteur) sont fournis aux animaux leur permettant d’exprimer les comportements physiologiques et activités qu’ils auraient dans leur habitat naturel (ex : recherche d’aliment, épouillage, temps d’isolement). Les actes pouvant engendrer du stress, de l’inconfort ou des douleurs importantes seront réduits au minimum nécessaire et seront réalisés sous sédation ou anesthésie générale avec un protocole analgésique adapté dans le cas échéant. Dans le cas où l’anesthésie est jugée plus traumatisante pour l’animal et/ou si l’anesthésie est incompatible avec les prélèvements prévus, les prélèvements seront réalisés sur l’animal vigile, notamment les prélèvements sanguins et le recueil d’urine, par exemple. L’état de santé des animaux sera 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 un signe d’inconfort ou de souffrance et de veiller au bien-être des animaux. Les mesures sont prises dès que possible pour réduire la souffrance des animaux. D’autres traitements peuvent être mis en place suivant les recommandations des vétérinaires, selon les observations, conditions d’expérimentation. L’évaluation des paramètres de pharmacologie de sécurité est effectuée par télémétrie, permettant l’obtention de données fiables, sur des périodes de temps prolongées, et avec des contraintes sur l’animal minimisées.

Choix des espèces

Le choix du primate non humain est justifié notamment par : - les homologies avec l'homme - la disponibilité d'études préliminaires dans cette espèce, - les données de pharmacocinétique, pharmacodynamie Certains composés biologiques ciblant le système immunitaire [anticorps monoclonaux, protéines et vaccins thérapeutiques (tels que les composés pour des traitements anti-cancer, anti-Alzheimer)] ne peuvent être testés que chez le primate non-humain (espèce non-rongeur avec le système immunitaire le plus proche de l'Homme). Le choix de l’espèce de primate non humain est le plus souvent déterminé par des études in vitro permettant de comparer le métabolisme de ces espèces avec celui de l’homme, ou de prouver que le candidat médicament a la même affinité pour sa cible chez le primate non humain et l’homme. La pharmacocinétique du candidat médicament est également prise en compte, ainsi que les connaissances acquises avec des produits de même classe pharmacologique. Les macaques (crabiers ou rhésus) sont les seules espèces de primates non humain utilisées dans les études de toxicologie réglementaire. Les animaux seront âgés de 2 à 4 ans en standard. Pour certains composés, des animaux mâtures (d'un point de vue maturité sexuelle ou maturité du système immunitaire) doivent être utilisés (ex : nouveau produit contraceptif, anticancéreux, immunomodulateurs). Dans ce cas les femelles ont en général au-moins 4 ans, et les mâles au minimum 4 à 5 ans. Pour certaines indications, il sera indispensable de tester le candidat chez un animal un peu plus jeune (20 mois minimum).

10 macaques à longue queue, des primates âgés de 2 à 5 ans, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour analyser la distribution des vecteurs viraux dans leur organisme. Au cours d'une même chirurgie d'environ quatre heures, chacun reçoit une injection dans l'œil, une dans l'oreille interne et une dans une veine, puis subit éveillé, dans un système de contention, jusqu'à une prise de sang par jour pendant sept jours. Il s'agit de choisir, avant des études de toxicologie réglementaire, les vecteurs AAV qui portent le mieux une protéine sensible à la lumière jusqu'à la rétine, l'oreille interne, le cerveau ou l'estomac, en vue de thérapies optogénétiques. Le porteur cite parmi les risques rares de l'injection dans l'œil une hémorragie du vitré, des déchirures et un décollement de la rétine, et pour l'injection dans la cochlée des troubles de l'audition et de l'équilibre. Il écrit que réunir les trois voies sur les mêmes macaques divise leur nombre par 3 à 4 "sans introduire de charge supplémentaire pour l'animal individuel".

Objectifs

Le projet est une étude préliminaire visant sélectionner des vecteurs viraux AAV permettant d’apporter à un type de cellule une molécule thérapeutique sensible à la lumière. Cette sélection sera faite d’après l’affinité de ces vecteurs pour les organes cibles (oreille interne, rétine, estomac, cerveau), ainsi que leur distribution dans l’organisme. L’étude sera effectuée comme une étude de toxicologie pour évaluer tout effet potentiellement toxique. La sélection sera faite après leur administration intraoculaire, dans l'oreille interne et intraveineuse au cours d’une même anesthésie chez le macaque fascicularis. Les vecteurs viraux AAV sont dérivés d'un virus non pathogène et sont couramment utilisés dans la recherche biomédicale afin de développer des thérapies chez l’humain. Ils permettent une transduction efficace de nombreux types de cellules de mammifères et une expression génétique stable après un seul traitement d’un ou plusieurs gènes, ce qui permet de compenser un déficit génétique. Les protéines sensibles à la lumière sont utilisées pour développer la thérapie optogénétique, une méthode prometteuse pour compenser la perte des cellules de la rétine ou de restaurer l’audition via des implants intra-auriculaire chez des patients atteints de surdité. Les résultats obtenus permettront de sélectionner les vecteurs viraux les plus prometteurs dans le développement de thérapies optogénétiques chez l’humain.

Bénéfices attendus

Il permet de sélectionner les vecteurs viraux capbles de transduire efficacement dans les différents cellules et tissus cibles pour la réalisation d’études de toxicologie règlementaire prérequis aux essais cliniques de phase I, II et III chez l’humain

Procédures

Les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale d'environ 4h et pendant laquelle une injection dans l'oeil, une injection dans l'oreille interne et une injection intraveineuse du produit testé seront effectués successivements. Les animaux seront soumis à des prélèvements de sang effectués vigiles, dans un système de contention adapté, à raison d'un par jour au maximum sur 7 jours. Le prélèvement de sang dure quelques minutes. Un prétraitement sous forme d'une perfusion pourra être effectué selon des résutlats préliminaires, d'une durée maximal de 2h.

Impact sur les animaux

Quatre catégories de nuisances peuvent être provoquées chez les animaux utilisés dans ce projet. Elles sont toutes prises en compte de manière préventives pour réduire leur impact. 1)Liées aux manipulations vigiles : en cours d’étude, les observations cliniques, peuvent nécessiter d’une manipulation et une contention manuelle des primates. Elles sont faites selon les bonnes pratiques vétérinaire mais cela peut néanmoins engendrer un stress chez ces espèces non domestiques 2) Liées à la chirurgie : un risque de nuisance modérée pour les animaux (inflammations, douleurs opératoires et post opératoire, etc) est possible 3) Liées aux prélèvements/administration : la réalisation de prélèvements de sang, peut provoquer des lésions locales (hématomes) et un stress modéré des animaux en cas de réalisation incorrectes, d’individus plus fragiles ou bien de l’immobilisation nécessaire. De plus, même si ces effets délétères sont rares lorsque le geste est réalisé par un opérateur expérimenté, il existe un risque d’infection lors d’administration dans la cochlée ou l’œil. Enfin, dans de rares cas, l’injection intravitréenne peut entrainer une augmentation de la pression intraoculaire, hémorragie du vitré, déchirures et décollement de la rétine, inflammation intraoculaire et endophtalmie et l’administration intra cochléaire peut provoquer des troubles auditifs et de l’équilibre se traduisant par exemple par des maux de tête ou des nausées. 4) Liées à une toxicité du mélange de vecteurs testés : ce type de nuisances est difficilement estimable, mais semblent faibles selon les données scientifiques des études chez d’autres espèces. Si des effets toxiques apparaissent, ils seront liés à la biodistribution des vecteurs dont l’évaluation est le but de cette étude.

Devenir

Les animaux utilisés seront euthansiés pour procéder à une analyse de la distribution des vecteurs dans l'organisme.

Remplacement

Actuellement, il n'existe pas de méthodes alternatives permettant d'obtenir toutes les informations collectées grâce à ce type étude, qui visent à sélectionner des variants de vecteurs viraux les plus efficaces pour poursuivre le développement de thérapies optogénétiques. Il faudra pour cela pouvoir modéliser un organisme entier, ce qui n'est pas réalisable pour le moment avec les méthodes alternatives existantes.

Réduction

L’utilisation d’un male et d’une femelle par lot est considéré comme le minimum acceptable permettant une interprétation pertinente des données. L’administration successive des variants AAV chez les mêmes animaux a pour but de réduire le nombre d’animaux d’un facteur 3 à 4 (par rapport à un criblage séparé pour chaque voie d’administration), sans introduire de charge supplémentaire pour l’animal individuel. Les 3 voies d'administrations n'interfèrent pas ensemble car chaque vecteur est identifié par un code spécifique. Les principaux organes cibles sont les cellules cilliées auditives, la rétine, le cerveau et l'estomac, d’où les 3 vois d'administration.

Raffinement

Une période d’acclimatation de 15-21 jours est respectée à réception des animaux, suivie de 1- 2 semaines de training. Les animaux bénéficient d’un programme de training par renforcement positif pour réduire le stress/favoriser la coopération (habituation aux systèmes de contention -boîtes taxi, chaises, gilets- et manipulations progressives reproduisant les gestes techniques de l’étude). Un programme d’enrichissements validé par la structure en charge du bien-être animal est appliqué quotidiennement pour garantir des conditions de vie optimales/minimiser les impacts des expérimentations. Les animaux sont hébergés collectivement, sauf exceptions (bagarre, blessure), avec des enrichissements adaptés à leurs besoins. L’isolement est validé par un vétérinaire et fait l’objet d’un suivi SBEA. Les animaux sont hébergés en groupes sociaux compatibles pour réduire le stress/le risque de blessures liés à un réallotement. Les animaux sont observés quotidiennement pour détecter tout signe clinique anormal et prendre rapidement les mesures nécessaires (réhydratation, isolement pour soin). Toute anomalie est rapportée au vétérinaire, qui prescrit un traitement si nécessaire. Un suivi clinique et pondéral est en place, un fois par semaine pendant la phase de suivi après l’administration. Un vétérinaire est présent aux heures ouvrées, et une astreinte vétérinaire est disponible 24h/24 et 7j/7. À leur inclusion dans le projet, tous les animaux font l’objet d’un examen clinique par un vétérinaire pour s’assurer de leur bon état de santé et exclure ceux jugés inaptes. Une traçabilité des animaux/des actes est assurée pour permettre leur suivi et analyse lors des bilans rétrospectifs. Des systèmes de contention adaptés sont développés pour limiter les manipulations directes et la contention manuelle des primates vigiles (boîte taxi, chaise à contention). Les volumes prélevés/administrés respectent les guidelines vétérinaires. Concernant les administrations : ce sont des voies standard en médecine humaine. Elles seront effectuées sous anesthésie et analgésie par des chirurgiens expérimentés ayant pratiqués ces chirurgies chez l’humain et différents modèles animaux. La réalisation de l’ensemble des administration en une seule anesthésie limite l’accumulation des anesthésies et permet d’évaluer à modérée le degré de sévérité.

Choix des espèces

Le macaque fascicularis est une espèce reconnue pour son aptitude à prédire les effets pharmacologiques, indésirables et/ou toxiques de produits à visée thérapeutiques humains pour des produits thérapeutiques dont la cible est la plus proche de l’humain, ce qui est le cas pour les structures oculaires et auditives. De plus, les variants AAV sélectionnés sur des modèles murins pour ce type de thérapies se révèlent souvent peu efficace chez le primate humain et non humain, ce qui explique la nécessité de passer par un primate non humain pour les sélectionner plus finement. Il convient d’utiliser de jeunes animaux sains ; les macaques sont utilisés à partir de 2 ans, et jusqu'à 5 ans.

Opérés puis intégrés à des études de toxicologie et de pharmacologie réglementaires, 2 400 rats, 320 ouistitis et tamarins, 250 chiens et 225 macaques à longue queue subissent des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chacun reçoit par chirurgie un dispositif d'enregistrement de ses constantes ou un cathéter veineux, une opération de trente minutes à deux heures selon l'espèce, suivie d'un isolement pouvant aller jusqu'à vingt-quatre heures. Le porteur reconnaît des risques d'inflammation, d'infection et de douleurs opératoires et post-opératoires, et présente ces implants comme un moyen de réduire le stress des manipulations invasives qui viendront ensuite. Il indique que les lignes directrices ICH/EMA imposent deux espèces, un rongeur et un non-rongeur, et prévoit de recourir à des animaux juvéniles quand le produit vise des indications pédiatriques.

Objectifs

L’objectif du projet est de réaliser des chirurgies d’implantation de système de mesure, d’administration ou de prélèvements de différents paramètres physiologiques, produits d’études ou fluides biologiques. Ces systèmes sont nécessaires à la réalisation d’études de toxicologie et pharmacologie réglementaire suivant les lignes directrice ICH/EMA afin d’évaluer la sécurité, l’efficacité et la toxicité de candidats médicaments ou substances chimiques chez différentes espèces animales avant leur utilisation chez l’humain ou l’animal.

Bénéfices attendus

Ces chirurgies permettent de : - Faciliter et sécuriser le traitement des animaux et donc diminuer leur stress induit par des manipulations invasives répétées. - Faciliter les prélèvements de sang et limiter le nombre de site de prélèvement - Evaluer de manière fiable certains paramètres physiologiques comme la fréquence cardiaque, des bio-potentiels comme l’électroencéphalogramme, des températures comme la température corporelle ou l’activité motrice. - Collecter des données sur la sécurité, l’efficacité et/ou la toxicité, de candidats médicament avant administration chez l’Homme ou chez l’animal.

Procédures

Les animaux se verront implantés par chirurgie un système d'enregistrement des paramètres physiologies et/ou un système de cathétérisation veineuse afin de pouvoir administrer des molécules testés dans le cadre d'essais pré-cliniques de développement de médicaments. La pose de ces implants prends de 30 minutes à 2h, selon l'espèce. Si un prélèvement sanguin est nécessaire, il est fait vigile, en quelques minutes.

Impact sur les animaux

La chirurgie représente un risque de nuisance modérée pour les animaux. Les risques sont une inflammation ou un gonflement des zones de chirurgie, d’infection, de douleurs opératoires et post opératoire. L’isolement post opératoire, bien que limité à 24h maximum, représente aussi une source de stress pour les animaux.

Devenir

Les procédures décrites dans ce projet permettront d'intégrer les animaux dans des projets de toxicologie et pharmacologie pré-cliniques dans le cadre du développement de médicaments. Cette intégration se fait dans le cadre d'une utilisation continue des animaux sur des projets liés à la même question scientifique.

Remplacement

Les chirurgies préparatoires menées dans le cadre de ce projet permettent la réalisation d’études règlementaires évaluant l’efficacité, la sécurité et la toxicité de candidats médicament ou de substances chimiques en vue de leur mise sur le marché. Ces études réglementaires sont des prérequis aux essais cliniques de phase I, II et III et sont réalisées en suivant des guidelines nationales et internationales (ICH/EMA). Selon ces guidelines, ces études doivent être effectuées sur des modèles animaux, il n’est donc pas possible actuellement de remplacer les modèles in vivo par des modèles in vitro ou in silico.

Réduction

Une fois les animaux implantés ils participent à plusieurs études, ce qui permet d’en réduire le nombre nécessaire. De plus, pour les études réglementaires le nombre d’animaux est réduit au minimum pour permettre la détection d’effet indésirables/toxicologique/pharmacologique en accord avec les lignes directrices ICH/EMA.

Raffinement

Afin de réduire les nuisances liées à la chirurgie, un protocole anesthésie/analgésie est avec une prémédication (qui permet de rendre plus rapide et plus stable l’anesthésie et d’apporter une analgésie), une application d’anesthésique locale avant l’incision et générale en fin de chirurgie et une anesthésie générale gazeuse avec inhalation d’isoflurane sont mis en place pour permettre une chirurgie et un réveil rapide et sans douleur. Le suivi post-opératoire sera quotidien, et inclus l’administration d’analgésie injectable et/ou par voie orale systématiquement durant 2 à 3 jours. Des points limites ont été définies afin de mettre en place des actions correctives afin d'éviter tout souffrance.

Choix des espèces

Toutes les espèces retenues pour ce projet sont des espèces reconnues pour leur aptitude à prédire les effets pharmacologiques, indésirables et/ou toxiques de candidats médicament ou substances chimiques. Les lignes directrices requièrent deux espèces (rongeurs et non rongeurs) selon la nature du produit à tester (molécule chimique de synthèse, peptide, protéine, anticorps monoclonal ou produit de thérapie génique ou cellulaire). Ce projet utilise des rongeurs à partir de 6 semaines, des chiens à partir de 6 mois, des macaques à partir de 2 ans et des marmousets à partir d’un an. Exceptionnellement, ce projet pourra être menées sur des animaux juvéniles pour des produits à visée pédiatrique afin de révéler des effets toxiques dépendant de l’âge (retard de croissance, effet sur la maturation sexuelle, effet toxique lié à l’immaturité de certaines fonctions physiologiques). La ligne directrice suivie est : “guideline on the need for non-clinical testing in juvenile animals of pharmaceuticals for paediatric indications - EMEA/CHMP/SWP/169215/2005”.

Jusqu'à six chirurgies d'implants de huit heures chacune et jusqu'à neuf ouvertures de volets osseux dans le crâne: 8 macaques, quatre à longue queue et quatre rhésus, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils travaillent en chaise de contention cinq à sept fois par semaine, lors de séances allant jusqu'à cinq heures, un contrôle de l'eau servant de levier de motivation puisque la récompense hydrique constitue une partie de leur apport journalier. Le porteur veut comprendre comment le cerveau des macaques perçoit les visages, le statut de dominance et les liens sociaux entre congénères. Sept des huit macaques resteront en utilisation continue, un sera tué pour l'étude post-mortem de son cerveau.

Objectifs

Le cerveau des primates, des humains comme des singes, leur permet de vivre en société, ce qui participe à la survie de leur espèce. Notre cerveau de primate est notamment adapté pour la perception des individus et pour l’analyse de leurs comportements. Or la cognition sociale est la première à être touchée dans de nombreux troubles neurologiques et psychiatriques, et nous ne connaissons pas exactement l’origine de ces problèmes, notamment du fait de notre connaissance insuffisante des mécanismes cérébraux qui nous permettent de percevoir et de comprendre les autres. L’objectif de ce projet est de comprendre par quels mécanismes le cerveau des primates non-humains leur permet de percevoir et comprendre leur groupe social. Nous savons par exemple, que les singes, tout comme les humains, possèdent dans leur cerveau des régions spécialisées pour la perception des visages par rapport à d’autres objets visuels. Cependant nous ne savons pas 1/ par quels mécanismes biologiques, les neurones –c’est-à-dire les cellules de ces régions cérébrales– codent les caractéristiques sociales des individus (comme leur genre, leur statut de dominance, leurs liens d’amitié) 2/ comment les neurones associent une même caractéristique sociale perçue par différentes modalités sensorielles 3/ s’il existe des régions cérébrales spécifiques aux odeurs sociales et au toucher social, deux modalités très importantes depuis le plus jeune âge pour percevoir les autres. Par ailleurs, les primates sont des spécialistes pour l’analyse des comportements de leurs congénères et possèdent des régions cérébrales spécifiques pour l’analyse des interactions sociales. Cependant, nous ne savons pas par quels mécanismes les neurones extraient des informations sur les individus à partir d’observation d’actions. Dans ce projet, nous proposons de répondre à ces questions majeures pour les neurosciences, la psychologie sociale ou encore la biologie évolutive en utilisant des techniques d’étude du cerveau à plusieurs niveaux combinant des méthodes exploratoires d’imagerie du cerveau afin d’identifier les régions cérébrales responsables de ces processus sociaux, à des méthodes fines d’enregistrement de l’activité des neurones et de manipulations moléculaires, avec l'objectif à long terme de fournir aux neurosciences cliniques de nouvelles hypothèses pour comprendre comment ces mécanismes peuvent être perturbés dans les maladies psychiatriques ou neurologiques.

Bénéfices attendus

Les bénéfices seront d’abord de mieux comprendre la représentation du réseau social, des interactions sociales et des individus dans le cerveau avec une précision et une compréhension au niveau des mécanismes neuronaux jamais atteintes jusque-là. Les perturbations temporaires des régions du cerveau identifiées par imagerie par résonance magnétique (IRM) pourraient permettre de s’approcher au plus près des tableaux cliniques humains et donc fournir aux neurosciences cliniques de nouvelles hypothèses pour comprendre comment les mécanismes sociaux sont perturbés dans les maladies psychiatriques et neurologiques. Ainsi ce projet pourrait permettre d’établir un modèle animal pour la compréhension des troubles sociaux qui impactent les patients présentant des troubles neurologiques ou psychiatriques. Il s’agira également potentiellement de découvrir de nouvelles régions cérébrales sur la perception des odeurs et du toucher social, et d’obtenir une comparaison du cerveau social des singes et du cerveau social humain et donc de comprendre les mécanismes conservés au cours de l’évolution et ceux qui sont spécifiques à notre espèce et à l’espèce des macaques rhésus.

Procédures

Tous les animaux sont habitués aux différents dispositifs et au personnel pour limiter tout stress. Ils seront entrainés à la réalisation de tâches comportementales (5-7 fois/semaine, 20min-4h/session). Le bon positionnement dans la chaise pourra s’accompagner d’un faible sédatif (sur environ 10séances si nécessaire). Les animaux réaliseront des IRM sous anesthésie (4h, 1-2sessions/mois avant 4ans puis 6fois/an). Ils auront 3 chirurgies d’implants minimum (mise en place d’un implant de maintien de la tête, de chambres d’enregistrement, d’électrodes d’enregistrement) et 6 maximum s’il est nécessaire de réparer, retirer ou remettre un implant (durée: 8h maximum/chirurgie sous anesthésie générale). Ils auront 2 interventions d’ouvertures de volets osseux ciblés minimum et 9 maximum s’il est nécessaire d’ajouter ou d’agrandir les volets existants (durée: 5h maximum/intervention sous anesthésie générale). Les chambres d’enregistrement sont entretenues 2 fois/semaine minimum (durée 60min). Les animaux vigiles participeront à des enregistrements de l’activité cérébrale par IRM et par électrophysiologie pendant qu’ils réaliseront des tâches comportementales (durée 5h maximum, 5-7 fois/semaine). Pour favoriser la motivation des animaux pendant les tâches comportementales, ils seront récompensés à l’aide d’une récompense hydrique qui constituera une partie de leur apport journalier en liquide. Un retour progressif à un apport à volonté est effectué au moins 2 fois une semaine chaque année. Une surveillance quotidienne est réalisée afin de garantir un bon état d’hydratation et une bonne santé, vérifiée par des analyses sanguines 2 fois/an (prise de sang de 4min). Chaque IRM s’accompagnera d’une injection intraveineuse d'un agent de contraste (durée 2min). Cet agent sera ensuite éliminé par deux composés (1 administration intramusculaire/jour de 30s, et 2 administrations orales/jour de 3min). Des analyses sanguines seront réalisées pour suivre le retour aux valeurs de référence (environ 4 prises de sang à la fin des séquences de plusieurs IRM, durée 4min). Des molécules seront administrées pour moduler l’activité cérébrale par inhalation (60 administrations maximum par animal de 20min), ou par la nourriture (60 administrations maximum/animal), ou par injection intraveineuse (60 administrations maximum/animal de 4min), ou dans le cerveau (60 administrations maximum/animal de 50min). Un des animaux sera euthanasié par une méthode réglementaire en fin de procédure.

Impact sur les animaux

L’animal pourrait ressentir une gêne ou des douleurs après les différentes chirurgies (pose de l’implant de tête, des chambres d’enregistrements ou des électrodes à demeure). Il y a également la gêne liée à la présence de ce matériel à demeure. Les risques liés à l’anesthésie (notamment hypothermie, sécheresse oculaire, dépression cardio-respiratoire) peuvent survenir. Il existe des risques d'infection sur les implants de tête, sur les électrodes implantées et lors de l'introduction des électrodes amovibles pour les enregistrements. Les risques de perte d’implant peuvent survenir suite à un rejet du matériel biocompatible provoquant chez certains animaux une réponse inflammatoire chronique et un rejet du matériel chirurgical. L’animal pourrait ressentir un stress/contrainte lors des séances d'électrophysiologie, d’imagerie, de tests ou d’entrainement pendant lesquelles il est positionné en chaise de contention ou maintenu par l’implant de tête. Le stress de l’hébergement en captivité peut être présent. Le contrôle hydrique peut induire un stress pour l’animal, une sensation de soif, de la déshydratation ou une perte de poids. Les risques liés aux agents pharmacologiques existent, lies à la tolérance/réaction individuelle aux molécules utilisées ainsi qu’à la capacité de la récupération propre à chaque animal, pouvant induire par exemple une réaction allergique, une accumulation dans les tissus, un mauvais fonctionnement du foie ou des reins. L’animal pourrait ressentir une gêne ou une douleur de courte durée au point d’injection lors des injections et prélèvements en intraveineuses, ou en intramusculaire.

Devenir

7 des 8 animaux seront en utilisation continue pour poursuivre l’acquisition de données sur ce sujet de recherche afin de privilégier l’utilisation d’un animal déjà entrainé par rapport à un animal naïf (réduction du nombre d’animaux). Cette utilisation continue se fera en accord avec l’équipe vétérinaire et dépendra de l’état de bien-être des animaux. 1 animal sera euthanasié pour l’étude post-mortem de son cerveau.

Remplacement

Avec les technologies actuelles, le présent projet ne peut être abordée qu'avec l’utilisation d’animaux. Nous ne pouvons pas utiliser de lignées cellulaires ou tissus, car ils ne présentent pas de processus perceptifs ou cognitifs. Les modèles informatiques du cerveau, ne permettent pas de comprendre, sans données empiriques préalables, quels algorithmes sont effectivement utilisés dans le cerveau réel en action. D’autre part, les études non invasives chez des sujets humains en bonne santé ne permettent pas d’enregistrer des signaux avec une résolution temporelle et spatiale suffisante pour étudier les mécanismes neuronaux. Le travail chez les patients humains est également limité, car pour des raisons éthiques, les enregistrements électrophysiologiques quand ils ont lieux ne peuvent pas cibler des régions d’intérêt scientifique mais uniquement des régions d’intérêt clinique. Il est donc impossible d’acquérir une compréhension mécanistique de la cognition sociale chez l’humain, les cultures cellulaires ou les cultures de tissus. Contrairement à d’autres animaux (ex. rongeurs/oiseaux), les fonctions cérébrales et l’anatomie des systèmes sensoriels des primates non humains (PNH) sont organisées autour de la modalité visuelle et sont ainsi homologues à l’Homme. Ces homologies concernent les systèmes neuraux et les stratégies cognitives et sociaux-cognitives des PNH, y compris certaines interactions sociales dont seuls les primates sont capables, ce qui n’est pas retrouvé dans d’autres modèles (ex. oiseaux/rongeurs). Comme nous comparerons nos résultats avec ceux observés chez l’humain, ce modèle est déterminant et le plus pertinent pour mener ce projet grâce à cette proximité.

Réduction

Les normes de publication, notre expérience, et les analyses statistiques indiquent que les données doivent être obtenues chez 6-8 animaux pour les expériences comportementales, 4-6 animaux pour l'imagerie, 2-3 animaux pour l’électrophysiologie, les neuromodulations, afin d'obtenir des données robustes et interprétables. L’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) est sans doute la technique la plus efficace pour réduire le nombre d'animaux en fournissant des connaissances sur les régions cérébrales pertinentes à étudier ensuite par électrophysiologie. Sans cette connaissance, les enregistrements devraient être effectués dans tout le cerveau et pourraient nécessiter jusqu'à 10 fois plus d’animaux pour enregistrer dans toutes les régions possibles. De plus, l’utilisation d’agent de contraste lors des IRM fonctionnelles permet d’augmenter la puissance statistique et de réduire le nombre d’acquisitions. Ainsi nous utiliserons 8 macaques dans notre projet, ces 8 animaux participeront aux tâches comportementales, puis seront répartis par groupe de 4 à l’IRMf et par groupe de 2 à l’électrophysiologie avec/sans perturbations de l'activité cérébrale. Ce point répond également à la nécessité d'obtenir plus d'informations à partir du même nombre d'animaux et donc de réduire le nombre d’animaux utilisés pour cette étude. Nous privilégierons de répéter nos enregistrements sur un même animal afin d’utiliser le plus faible nombre d’animaux possible. Nous utiliserons les tests statistiques adaptés pour analyser les données récoltées.

Raffinement

L’état de bien-être de l’animal est primordial et s’il y a une anomalie des mesures seront prises pour aider à le restaurer. Les animaux sont observés quotidiennement tout au long du projet et 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 est préservé. L’hébergement en groupe social, dans une animalerie aux paramètres surveillés quotidiennement (lumière, température, hygrométrie), ainsi que l’enrichissement et une alimentation adaptée sont mis en place pour stimuler les animaux et leur permettre d’exprimer leurs comportements naturels. L’entraînement régulier par renforcement positif permettra d’instaurer une routine limitant les contentions et le stress lors des manipulations et des tâches demandées. Le contrôle hydrique sera adapté à la demande de chaque animal en ayant intégré les particularités individuelles. Les chirurgies et IRM anesthésiées 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 et la température est maintenue. Le dispositif implanté sera le plus adapté 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 aide à l’alimentation pour faciliter la récupération, des enrichissements et une taille de la cage adaptée pour stimuler l’animal et faciliter les déplacements. La récupération complète est vérifiée avant la poursuite du projet.

Choix des espèces

Les singes Macaca mulatta, Macaca fascicularis (PNH) présentent des similitudes cognitives aux humains. Particulièrement, dans le domaine social : les macaques observent longuement leurs congénères ; sont socialement polyvalents ; leur environnement social, comme les sociétés humaines, comprend de nombreux paramètres qui nécessitent une extraction calculée des informations. Nous étudierons leurs connaissances des comportements sociaux complexes de leurs congénères, y compris d'un éventail d'interactions sociales dont seuls les primates sont capables. Leurs fonctions cérébrales et l’anatomie de leurs systèmes sensoriels sont organisées autour de la modalité visuelle et sont ainsi homologues à l’Homme. Comme nous comparerons nos résultats avec ceux observés chez l’humain, le modèle PNH est déterminant et le plus pertinent pour mener ce projet. Nous utiliserons des animaux adultes ou jeunes adultes (plus de 2ans), déjà sevré, car leur cerveau est à un stade mature nécessaire à nos recherches.

Huit prises de sang et douze ponctions de liquide cérébrospinal par un port d'accès implanté sous la peau des lombes, posé au cours d'une chirurgie de moins de deux heures : cinq macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués quatre jours après l'injection du produit testé pour prélever leurs organes. Les actes se font sur animal vigile, avec des contentions de trois à quinze minutes, et le porteur mentionne un risque rare de lésion de la moelle épinière pouvant causer une paralysie des membres postérieurs. L'objet est de vérifier si un anticorps dirigé contre les plaques amyloïdes, couplé à une molécule de transport, franchit la barrière hémato-encéphalique, en vue d'une mise sur le marché. Le porteur retient le primate pour son néocortex élargi et sa proximité génétique avec l'être humain, et des animaux jeunes parce que les macaques de plus de quatre ans altéreraient la qualité des échantillons prélevés après leur mort.

Objectifs

L’anticorps testé dans le cadre de ce projet a été développé pour cibler et éliminer les plaques β-amyloïdes impliquées dans progression de la maladie d’Alzheimer chez l’Homme. Lorsqu’il est injecté seul dans un organisme, cet anticorps n’a pas la capacité de traverser la barrière hémato-encéphalique (BHE) et ne peut donc pas atteindre sa cible située dans le cerveau. Cependant, s’il est lié à une petite molécule spécifique (non thérapeutique), il peut être pris en charge par un récepteur se trouvant à la surface des cellules endothéliales qui tapissent les vaisseaux sanguins et traverser la BHE. Le but final de ce projet est donc de déterminer si cet anticorps conjugué est capable de traverser la BHE chez le primate en étudiant son profil pharmacocinétique dans le sang, dans le liquide cérébro-spinal et sa biodistribution (notamment dans les tissus du système nerveux central). Ce projet constitue donc une étape importante et indispensable dans le processus de développement de ce candidat médicament. L’objectif scientifique de ce type d’étude n’est pas de rechercher une dose toxique. C’est pourquoi, le dosage utilisé dans ce projet est efficace pharmacologiquement mais non toxique (d’après une étude préliminaire toxicologique réalisée chez le primate).

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus de ce projet sont la validation et la mise sur le marché d’un anticorps conçu pour cibler et éliminer les plaques β-amyloïdes impliquées dans progression de la maladie d’Alzheimer chez l’Homme.

Procédures

Après deux semaines d’habituation, une chirurgie peu invasive (de moins de 2h) sera réalisée sous anesthésie et analgésie sur l’ensemble des animaux (après une mise à jeun inférieure à 16h ) afin d’implanter un port d’accès sous-cutané en région lombaire dans le but de réaliser des prélèvements de liquide cérébro-spinal (LCS) répétés au cours du projet. Des prélèvements de sang et de LCS seront réalisés avant et après administration de l’anticorps afin d'étudier son profil pharmacocinétique (au maximum : 8 prélèvements sanguins et 12 prélèvements de LCS au total). Le temps de contention nécessaire à la réalisation de ces prélèvements est compris entre 3 et 15 minutes. Les animaux recevront la molécule test par une injection unique de moins d’une minute (temps de contention d’environ 10 min) entre 7 et 14 jours après la chirurgie (selon la récupération des animaux). L’ensemble des actes techniques réalisés au cours de ce projet (prélèvements et injections) seront effectués sur animal vigile (hormis la chirurgie). Le suivi des paramètres physiologiques (poids suivi 1x/semaine et température corporelle suivie 4 fois avant administration et 4 fois après administration) tout au long du projet nécessitera une contention d’environ 5 minutes. Le projet prendra fin 4 jours après administration de l’anticorps.

Impact sur les animaux

Les administrations peuvent provoquer un stress léger, une douleur légère lors de l’injection, des ecchymoses ou des hématomes. Les prélèvements de sang et de LCS (par ponction d’un port d’accès en sous-cutanée) pourront provoquer un stress léger, une douleur légère et/ou l'apparition de réactions locales (du type hématome ou oedème léger par exemple). Les pesées et les mesures de température rectale peuvent également engendrer un stress léger chez les animaux. La chirurgie d’implantation pourra provoquer des douleurs légères ainsi que des réactions locales au niveau du site d’incision ou une infection post-opératoire. L'insertion d’une aiguille spinale dans l’espace vertébral peut provoquer des lésions de la moelle épinière pouvant causer une paralysie des membres postérieurs dans de très rares cas. L'anesthésie des animaux dans le cadre de ces interventions pourra également engendrer un stress ou une sensation d'inconfort lié à la mise à jeun (inférieure à 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

À l’issue du projet, tous les animaux seront mis à mort afin de récolter leurs organes pour déterminer la biodistribution du produit.

Remplacement

Les études de pharmacocinétique et de biodistribution in vivo chez l’animal sont indispensables au développement de nouvelles thérapies. En effet, celles-ci permettent de déterminer la demi-vie de l’anticorps, l’évolution de sa concentration dans le sang et dans le LCS au cours du temps et sa la localisation dans les tissus après administration (afin de déterminer où sera distribué l’anticorps thérapeutique). Ceci ne pourrait être obtenu in vitro, car les modèles cellulaires utilisés en laboratoire restent trop simplifiés : ils ne reproduisent qu’une partie d’un organe isolée du reste du corps. Or, la biodistribution et la pharmacocinétique dépendent d’un grand nombre de facteurs qui interagissent en temps réel dans un organisme vivant complexe : le débit sanguin, les échanges entre les tissus, le fonctionnement du foie et des reins (qui métabolisent et éliminent l’anticorps), ainsi que les barrières biologiques comme celle du cerveau. Seul un organisme complet, où tous les organes sont en interaction constante, permet de suivre le trajet réel d’un anticorps et de comprendre s’il atteint efficacement sa cible.

Réduction

Le nombre d'animaux utilisé dans ce projet a été réduit au minimum sans compromettre les objectifs scientifiques du projet. En effet, 2 groupes ont été constitués pour un total de 5 animaux. Le premier groupe comprendra 2 animaux qui recevront l’anticorps seul (non couplé à la molécule permettant hypothétiquement le passage de la BHE). Ce groupe contrôle permettra de confirmer, ou non, que l’anticorps seul ne peut pas traverser la BHE. Deux animaux seront utilisés afin de pouvoir détecter une tendance dans le groupe. Le second groupe est constitué de 3 animaux qui recevront l’anticorps couplé à une petite molécule permettant le passage de la BHE. Ce groupe test permettra de déterminer si l’anticorps conjugué (candidat-médicament sous sa forme complète) est capable de traverser la BHE. 3 animaux seront utilisés car, en plus de pouvoir détecter une tendance dans le groupe, ce nombre permet de déceler toute valeur extrême, ce qui est un paramètre critique pour l’interprétation des résultats scientifiques du projet. Cette étude n’étant pas règlementaire, elle ne nécessite pas de réaliser des tests statistiques sur de grandes cohortes d’animaux.

Raffinement

Un programme d'enrichissement complet sera mis en place au sein de l'animalerie. Ce dernier comprendra des enrichissements structuraux, de la litière pour permettre aux primates de fourrager, des jouets variés faisant l'objet d'une rotation une fois par semaine, des friandises (ex: céréales, fruits secs) et des fruits et légumes frais distribués quotidiennement (cachés dans la litière ou dans des jouets distributeurs), 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. Les animaux sont acclimatés à leur environnement (volières, personnel, congénères) depuis plusieurs mois et bénéficieront d’une période d’habitation (training aux actes techniques et manipulations) de deux semaines avant le début du projet. Ce programme d’habituation est associé à du renforcement positif (ex : distribution de récompenses) ce qui permettra de réduire le stress des animaux lié aux manipulations (contention, prise de sang, 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. Les temps de repos accordés aux animaux entre les prélèvements et les volumes prélevés respecteront les recommandations éthiques en vigueur au sein de l’établissement utilisateur. Les chirurgies seront réalisées sous anesthésie et analgésie. Un traitement antibiotique et analgésique post-opératoire sera également mis en place. L’administration de l’anticorps et les prélèvements de sang et de LCS seront réalisés sur animal vigile car l'anesthésie engendre un stress et un risque plus important pour l'animal que la procédure elle-même. Cependant, une sédation pourra être envisagée en cas de besoin. 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 si son état se dégrade (sous la responsabilité du vétérinaire).

Choix des espèces

L’anticorps étudié dans ce projet ayant pour objectif d’atteindre le système nerveux central (SNC) chez l’Homme, il est important d'avoir recours à un modèle animal pertinent et prédictif. En raison de sa proximité avec l'Homme en termes de patrimoine génétique et d’organisation fonctionnelle de son SNC (notamment concernant la barrière hématoencéphalique), le primate non humain (PNH) a été retenu dans le cadre de ce projet. En effet, il est admis que les PNH présentent de nombreuses similitudes que l'on ne retrouve pas chez d'autres modèles animaux, par exemple une grande homologie de séquence d'ADN, des schémas d'expression génique similaires entre les cerveaux de macaques et les cerveaux humains (contrairement aux cerveaux de souris). Aussi les primates et les humains ont en commun un néocortex considérablement élargi et une spécialisation des zones corticales par rapport aux souris. Par conséquent, les données obtenues avec ce modèle sont communément les plus prédictives des réponses observées chez l'Homme vis à vis de cet anticorps. 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 le système nerveux central et la qualité des échantillons prélevés et notamment les analyses post mortem. 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.

Tester les effets cardiovasculaires de candidats médicaments pour le compte de leurs fabricants : 84 macaques, 72 à longue queue et 12 rhésus, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun peut subir une chirurgie de quatre heures et demie à cinq heures et demie pour l'implantation d'un émetteur de télémétrie, parfois d'un cathéter dans le ventricule gauche du cœur, puis six à huit jours seul en cage à métabolisme, des anesthésies de quatre heures et une contention pouvant durer une heure pendant les perfusions. Parmi les bénéfices attendus, le porteur inscrit un bénéfice pour l'animal lui-même, sous la forme de connaissances sur l'espèce et d'outils de raffinement. Aucun de ces macaques n'est tué à l'issue de ce projet, tous étant réutilisés dans un autre, après accord du vétérinaire.

Objectifs

Ce projet a pour but d’évaluer les effets de différents candidats médicaments sur les paramètres cardio-vasculaires chez le primate non-humain vigile en utilisant la télémétrie, méthode d'enregistrement de différents paramètres permettant de laisser l'animal totalement libre de ses mouvements dans la volière pendant les mesures.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus sont la vérification de l'absence d'effet ou la détermination du seuil d'effet de nouveaux médicaments sur le système cardiovasculaire, qui permettront par la suite une utilisation sécurisée du médicament en médecine humaine ou vétérinaire . Pour l’animal, les bénéfices attendus sont une acquisition de connaissances sur l’espèce utilisée (le primate non humain) par le développement d’outils de raffinement de plus en plus adaptés et le choix de l’espèce la plus prédictive en fonction de l’objectif scientifique attendu.

Procédures

Dans ce projet, les animaux pourront être soumis à une chirurgie d'implantation d'un émetteur de télémétrie avec ou sans cathéter de mesure de la pression ventriculaire gauche cardiaque (PVG), et avec ou sans implantation d'une chambre vasculaire. La durée de la chirurgie d'implantation d'un émetteur de télémétrie sera entre 4h30 et 5h30. Les animaux pourront également être soumis à des prélèvements de sang (durée environ 1min/prélèvement), des tests neurologiques et comportementaux (durée de 10 min max par observation). Les animaux seront maintenus pendant l’administration du candidat médicament (ou du placebo) par voie orale, sous-cutanée, transdermique, intranasale, intramusculaire ou intraveineuse (bolus ou perfusion) (durée 1 -2minutes, sauf pour la perfusion intraveineuse où les animaux sont maintenus en contention pendant la durée de la perfusion, maximum 1h). Dans le cas d'expérience sous anesthésie, les animaux seront soumis à plusieurs anesthésies d'une durée de 4h maximum chacune.

Impact sur les animaux

Les effets potentiellement indésirables du/des produits font l'objet d'échanges avec les fabricants des candidats médicaments testés pour adapter les outils d'observation des animaux afin d'anticiper au mieux de potentiels signes cliniques. Les animaux subiront une chirurgie d'implantation d'un émetteur de télémétrie pouvant induire des douleurs post-chirurgicales. Les animaux de ce projet pourront subir un stress lié à la privation de nourriture avant administration du produit, une douleur équivalente à la piqûre d’une aiguille lors des prélèvements sanguins, de l'administration et de l'anesthésie avant chirurgie ou avant expérience sous anesthésie, un stress lié à l'hébergement individuel en cage à métabolisme (6-8j) post-chirurgie. Lors de l'administration de candidats médicaments en perfusion intraveineuse de durée supérieure à 10 min, les animaux pourront subir un stress lié à la contention.

Devenir

Réutilisation des animaux dans un autre projet ayant un degré de sévérité sans réveil, léger ou modéré après accord du vétérinaire.

Remplacement

Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, ce projet est réalisé chez le primate non humain car il n'existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer les effets cardiovasculaires. Or, avant toute utilisation chez l'homme, l'animal constitue un passage obligatoire pour l'évaluation de l'efficacité ou la sécurité d'un médicament. A ce jour, le primate non humain est une des espèces de non-rongeurs adaptée à ce type de modèle.

Réduction

Un nombre minimal et suffisant d’animaux par groupe est utilisé afin d’analyser de façon rigoureuse et efficace les résultats des expériences et d’effectuer des analyses statistiques.

Raffinement

Dans ce projet, le raffinement sera obtenu par : • la mise au point de procédures rigoureuses, • l'utilisation de la technique de télémétrie permettant de recueillir des informations sans manipulations animaux, •la validation du système de télémétrie et validation pharmacologique du modèle, • un suivi quotidien de l’état de santé des animaux, • le recours à des procédures les moins invasives possibles, • Le suivi d’éventuel signes cliniques, • La détermination des points limites, • Le recours aux procédures d’euthanasie dès que nécessaire, • Un protocole analgésique adapté pour la chirurgie et la période post-opératoire et un suivi post-opératoire de l’état de santé des animaux avec des soins et un enrichissement adaptés afin de permettre une bonne récupération des animaux, • La réduction du volume sanguin prélevé grâce à l’amélioration de la sensibilité des méthodes d’analyse, • La familiarisation des animaux aux procédures expérimentales.

Choix des espèces

Le primate non humain est, pour certains candidats-médicaments, l’espèce animale la plus adaptée car la plus proche de l’homme en termes de métabolisme et d’exposition. Le système cardiovasculaire du primate non humain est également très proche de celui de l'homme, donc les effets observés sont plus facilement extrapolables. Animaux adultes. Ce projet n’a pas pour objectif d’étudier les effets du produit sur l’animal à d’autres stades de développement.