Primates

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.

Réutilisés d'une étude à la suivante pendant quatre à cinq ans, 370 des 495 animaux impliqués repartent vers d'autres procédures, 30 chiens sont proposés à l'adoption et 95 animaux sont tués pour prélèvements terminaux. 225 cochons, 135 chiens et 135 macaques à longue queue vont ainsi être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun peut recevoir jusqu'à 40 administrations en dix semaines par minipompe, subir dix prélèvements sanguins en vingt-quatre heures, des biopsies de peau ou d'organes sous anesthésie de deux heures, et passer jusqu'à quarante-huit heures seul en cage à métabolisme. Les effets des produits testés sont déclarés non prévisibles au lancement du projet. Le porteur écrit qu'avant toute administration à l'homme l'animal constitue un "passage obligatoire", et présente ces données comme une "étape indispensable" à la mise sur le marché de nouvelles molécules.

Objectifs

L’objectif du projet est d’évaluer la tolérance locale et/ou systémique de futurs candidats médicaments après leur administration chez les non-rongeur. Dans le cadre de développement de nouveaux candidats médicaments, une modification de la formulation, de la voie d'administration ou un ajustement de la dose thérapeutique peut amener à étudier, dans ces nouvelles conditions, les effets sur l'état général de l'animal et/ou les effets en local, par exemple les effets sur la peau et l’étude de résidus du composé. Après administration du composé, une observation régulière des animaux sera réalisée grâce à une grille de surveillance adaptée à chaque étude et à chaque modèle animal. Également, une évaluation du comportement général pourra être effectuée. Des prélèvements répétés de sang ou des biopsies pourront être effectués au cours et/ou à la fin des études.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus du projet sont la découverte de nouveaux médicaments ou des nouvelles formulations de médicaments déjà mis sur le marché, présentant un minimum d'effets secondaires dans la pathologie humaine qui est ciblée par la/les substance(s) active(s) testée(s) dans ce projet. Ce projet permettra de générer des données scientifiques robustes chez l'animal pour pouvoir passer ultérieurement aux premières administrations chez l'homme, étape indispensable dans le processus de développement et de mise sur le marché de nouvelles molécules. Suivant la cible thérapeutique, les composés testés pourraient avoir aussi une application en médecine vétérinaire.

Procédures

Afin d'administrer les candidats médicaments aux animaux, différentes voies d'administration pourront être utilisées (2 minutes ou moins, sauf pour les administrations par minipompe qui peuvent se faire sur plusieurs jours et avec un maximum de 40 administrations sur 10 semaines). Des prélèvements sanguins (durée 2min, maximum 10 prélèvements sur 24h) pourront être réalisés. Également, des biopsies de peau (2 minutes ou moins) ou d'organes (2h sous anesthésie) pourront être réalisés. Pour les recueils urinaires, les animaux seront placés en cage à métabolisme sur une durée de 24h en général qui peut être augmenté jusqu’au 48h au maximum. Les animaux pourront éventuellement être mis à jeun la veille de l’administration pour une durée qui est fonction du produit testé (24h maximum).

Impact sur les animaux

Les effets potentiellement indésirables du/des produits testés ne sont pas prévisibles à l’initiation du projet. Une analyse sera engagée avant toute étude afin d'anticiper les effets indésirables potentiels qui pourraient émerger en fonction de la nature du produit à tester. Les effets potentiellement indésirables feront l’objet d’échanges avec les membres de la Structure de Bien-Etre Animal (SBEA) pour adapter les outils d’observations des animaux afin de mettre en place les traitements de potentiels signes cliniques (diarrhée, vomissement). Les animaux de ce projet pourront subir une contrainte lié à la privation de nourriture avant administration du produit ou une douleur équivalente à la piqûre d’une aiguille lors de l'administration et de l'anesthésie, une contrainte lié à l'hébergement individuel en cage à métabolisme pour la collecte d’urine, avec ou non une douleur équivalente à la piqûre d’une aiguille lors des prélèvements sanguins, une contrainte lié à l'anesthésie/sédation lors des poses d’intraflons, de cathéter veineux ou de minipompe.

Devenir

Lorsque les chiens ne peuvent pas être reutilisés (4 à 5 ans après leur arrivée), ils pourront être mis à l'adoption si leur état de santé le permet. Certains animaux seront euthanasiés pour prélèvement terminaux.

Remplacement

Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, ce projet est réalisé chez les non-rongeur, car il n’existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer la tolérabilité ainsi que la pharmacocinétique d’une nouvelle molécule. Ou si elles existent, elles ne sont pas suffisantes pour répondre aux objectifs scientifiques du projet. Or, avant toute administration à l’homme, l’animal constitue un passage obligatoire pour l’évaluation de l’efficacité, la toxicité et la pharmacocinétique d’un candidat médicament. A ce jour, le chien, porc et le primate non humain sont des espèces non rongeur adaptées à ce type de modèle d’étude.

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. Nombre d’animaux minimal et suffisant par groupe pour réaliser une analyse statistique : 3 à 6 animaux par groupe. Cependant, une réutilisation des animaux, après avis du vétérinaire, est envisagée et permettra de réduire le nombre réel d’animaux utilisés.

Raffinement

Dans ce projet, le raffinement sera obtenu par : • la mise au point de procédures rigoureuses, • la formation du personnel, • 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, • Le recours aux procédures d’anesthésie/analgésie adaptées dès que nécessaire • La réduction du volume sanguin prélevé grâce à l’amélioration de la sensibilité des méthodes d’analyse, • La familiarisation des animaux aux procédures expérimentales, • La mise en groupe des animaux, • La mise en place de jouets dans les cages de prélèvements (Chien, PNH), • Des séances d'exercice et de jeu pour les animaux.

Choix des espèces

Les espèces (chien, porc, primate non humain) qui seront utilisés dans ce projet, sontles espèces animales les plus pertinentes et les plus couramment utilisées pour la réalisation d’études de tolérabilité et de pharmacocinétique permettant d’étudier le devenir (absorption, distribution, métabolisation, élimination), d’un produit testé, dans le sang et/ou les urines (lorsque ces espèces sont utilisées au cours du développement préclinique de ce produit). Ces espèces présentent des similarités physiologiques et cliniques avec l'homme et peuvent développer des pathologies analogues aux pathologies humaines. Animaux sevrés en croissance et animaux adultes. Ce projet n’a pas pour objectif d’étudier les effets du produit sur l’animal à d’autres stades de développement.

Jusqu'à huit heures d'IRM fonctionnelle par séance, deux séances par mois, et une chirurgie cérébrale pouvant durer six heures pour implanter des dispositifs d'enregistrement. 18 macaques rhésus vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, certains maintenus éveillés et immobilisés dans une chaise de contention, récompensés à l'eau, au jus ou aux fruits. Le projet vise à augmenter la résolution de l'IRM fonctionnelle, puis à étudier la conscience et l'effet de l'ocytocine sur le comportement social, l'hormone étant délivrée dans le cerveau par ultrasons focalisés une fois toutes les deux semaines. Le porteur affirme que les macaques sont les seuls animaux non-humains capables d'apprendre ces tâches dans un délai raisonnable, et prévoit qu'ils soient gardés en vie et réutilisés dans d'autres projets après avis du vétérinaire.

Objectifs

Comprendre Comment Notre Cerveau Traite les Informations Visuelles Les zones visuelles du cerveau sont organisées en petits compartiments qui traitent différents signaux visuels, tels que la couleur et le mouvement. Pour comprendre comment ces compartiments fonctionnent ensemble, les chercheurs utilisent généralement des techniques invasives ou étudient le cerveau après qu'il a été retiré du corps. Cependant, une technique non invasive peut être utilisée pour étudier l'ensemble du cerveau sans l'endommager. Améliorer la Technologie de Scanner Cérébral Les technologies actuelles d’imageries ne sont pas assez précises pour étudier les petits compartiments dans le cerveau. Notre objectif est de développer une technique plus avancée qui peut détecter ces petites zones en utilisant des scanners IRM puissants et un équipement spécialement conçu. Nous testerons cette nouvelle technique en comparant ses résultats avec ceux d'autres méthodes. Mieux comprendre la Conscience et le Comportement Social Avec notre technologie améliorée, nous visons à répondre à deux grandes questions : 1. Comment différentes parties du cerveau travaillent-elles ensemble pour créer des expériences conscientes ? Nous étudierons certaines zones du cerveau pour comprendre comment il traite l'information à très fins niveaux. 2. Comment une hormone impliquée dans le comportement social affecte-t-elle le cerveau ? Nous utiliserons notre nouvelle technique d’imagerie et une méthode non invasive pour administrer cette hormone à des zones spécifiques du cerveau, ce qui pourrait nous aider à développer de meilleurs traitements pour les troubles du comportement social comme l'autisme. En repoussant les limites de la technologie IRMf, nous espérons obtenir une compréhension plus approfondie de la manière dont nos cerveaux fonctionnent et développer de nouvelles façons de traiter les troubles neurologiques.

Bénéfices attendus

Comprendre la Conscience: Notre projet vise à améliorer notre compréhension de la manière dont nos cerveaux créent des expériences conscientes. En utilisant une technologie avancée pour étudier le cerveau, nous pouvons cartographier les schémas d'activité cérébraux avec plus de détails, ce qui nous aidera à comprendre comment différentes régions du cerveau travaillent ensemble pour nous rendre conscients du monde qui nous entoure. Cette connaissance peut également être utilisée pour développer de nouveaux traitements contre certains troubles affectant la conscience, tels que le coma ou les états végétatifs. Comprendre le Comportement Social: Nous développons une méthode non invasive pour administrer une substance naturellement présente impliquée dans le comportement social directement à des parties spécifiques du cerveau. En combinant cette approche avec une technologie avancée pour étudier le cerveau, nous pouvons examiner comment cette substance affecte les interactions sociales, y compris notre capacité à lire les expressions faciales. Les résultats de cette recherche pourraient avoir des implications importantes pour le traitement des conditions liées au comportement social, comme l'autisme et les troubles d'anxiété sociale. Avancées dans la Recherche sur le Cerveau: Notre projet a le potentiel de fortement impacter la recherche sur le cerveau et le traitement. En développant une méthode pour administrer des médicaments directement à des parties spécifiques du cerveau, les chercheurs peuvent améliorer les traitements pour diverses pathologies. De plus, la technologie utilisée dans cette étude permettra d’étudier le cerveau dans un niveau de détails jamais ateint auparavant, ce qui mènera à de nouvelles découvertes sur le fonctionnement du cerveau humain.

Procédures

Les animaux impliqués dans cette étude subiront diverses procédures, notamment des examens d'imagerie par résonance magnétique (IRM),. Les scans fonctionnels (IRMf) durent au maximum 8 heures, au nombres de 2 par mois maximum par animal. Certains animaux auront également de petits dispositifs implantés dans leur cerveau pour enregistrer l'activité cérébrale, ce qui nécessite une intervention chirurgicale sous anesthésie durant au maximum 6 heures. De plus, chaque animal recevra au maximum 1 injection toutes les deux semaines par un processus utilisant de l'énergie ultrasonore focalisée Certains animaux seront éveillés pendant les procédures et pourraient ressentir une certaine détresse ou anxiété en raison de l'environnement inhabituel et de la manipulation par les chercheurs. D'autres seront anesthésiés au maximum deux fois par mois, pour certaines procédures, comme la chirurgie (moins de 2h) ou les scanners IRM (6h au maximum), afin de minimiser leur stress et leur inconfort. Les chercheurs surveilleront de près le comportement et les réponses physiologiques des animaux pour s'assurer qu'ils ne subissent pas un état de stress trop important.

Impact sur les animaux

Les animaux impliqués dans cette étude seront pris en charge dans un environnement contrôlé, ce qui pourrait leur causer un certain inconfort ou stress en raison des restrictions de mouvement ou des changements dans leur routine quotidienne. Certaines procédures impliquées dans l'étude nécessitent une chirurgie, qui comporte certains risques (en fonction de l’opération : Infections, hematomes, hémoragies, douleurs post opératoire…), comme toute intervention chirurgicale. Pendant un court moment après la chirurgie, les animaux pourraient ressentir de la douleur ou de l'inconfort et devront peut-être s'adapter à des changements temporaires dans leurs habitudes alimentaires ou d'activité. De plus, l'utilisation de la technologie IRM (Imagerie par Résonance Magnétique) peut causer un certain inconfort en raison des bruits forts et de l'espace confiné. Dans le cadre de l'étude, une procédure utilisant des ultrasons sera utilisée pour administrer une hormone impliquée dans le comportement social. Cette procédure est généralement sûre, mais il existe un faible risque de changements temporaires de la pression artérielle ou d'un léger inconfort au site d'application. L'hormone elle-même peut avoir certains effets temporaires sur le comportement ou la physiologie, tels que des changements dans les interactions sociales ou la fréquence cardiaque, mais ces effets sont généralement légers et de courte durée.

Devenir

Animaux gardé en vie et reutilisés dans d’autres projet après avis du veterinaire.

Remplacement

Dans cette étude, il n'est pas possible d'utiliser des humains comme substituts aux animaux car certaines des procédures que nous devons effectuer ne peuvent être réalisées en toute sécurité ou efficacement sur les humains. Certaines techniques qui nous permettent d'étudier l'activité cérébrale en détail sont trop invasives pour les sujets humains, sauf dans de rares cas où des patients atteints de troubles neurologiques subissent des procédures médicales temporaires. De plus, certains des équipements que nous utilisons ne sont pas encore adaptés à l'usage humain, ce qui rend les modèles animaux essentiels pour notre étude. Nous ne pouvons pas non plus compter sur des simulations informatiques pour étudier des mécanismes cérébraux complexes car ils ne sont pas suffisamment bien compris. Quant à l'utilisation d'animaux autres que les primates, ce n'est pas possible car nous avons besoin d'un animal capable de réaliser des tâches complexes, concentrer son attention et comprendre les interactions sociales. Les macaques sont les seuls animaux non humains qui peuvent apprendre à faire ces tâches dans un délai raisonnable. De plus, leur structure cérébrale est plus similaire à celle des humains que celle d'autres animaux, ce qui en fait de meilleurs modèles pour notre étude. Enfin, bien que certains petits animaux aient des comportements sociaux similaires, ils ne sont pas des substituts appropriés car leurs cerveaux intégrent les informations différemment et manquent de régions spécialisées présentes dans les cerveaux humains qui permettent certaines fonctions complexes étudiées dans cette étude.

Réduction

Pour minimiser le nombre d'animaux nécessaires à cette recherche, nous n'utiliserons que quelques individus par condition expérimentale - généralement 2-3. C'est le nombre minimum qui nous permet d'obtenir des résultats fiables et de confirmer nos découvertes sur plusieurs animaux. À mesure que nous collectons des données, nous les analyserons soigneusement en cours de route. Cela nous aidera à identifier quand nous aurons recueilli suffisamment d'informations, afin que nous puissions arrêter de collecter des données et éviter des procédures inutiles. Les procédures succéssives comportent peu d’effets indésirables sur les animaux, c’est pourquoi nous incluons les mêmes animaux dans plusieurs expériences, et pouvons réduire le nombre total d'animaux nécessaires à notre étude. Par exemple, certains groupes d'animaux participeront à deux sous-projets distincts, ce qui nous aide à atteindre notre objectif de minimiser l'utilisation des animaux tout en continuant à progresser dans la compréhension de questions scientifiques importantes.

Raffinement

Nous voulons nous assurer que les animaux ne sont pas stressé pendant les sessions d'entraînement. Pour y parvenir, nous leur fournissons des chaises spécialement conçues qui répondent à leurs besoins individuels. Ils participent à des tâches cognitives et reçoivent des récompenses telles que de l'eau, du jus, des fruits ou d'autres aliments. Nous limitons les sessions à une durée de 1 et 4 heures, et nous arrêtons lorsque l'animal semble prêt à faire une pause. Pour minimiser l'inconfort et la douleur, nous utilisons des médicaments (anesthésie/analgésie) chaque fois que nécessaire pendant les procédures. Un protocole d’anesthésie sera mis en place pour toute intervention le nécessitant. Nous utiliserons les anesthésiants limitant au maximum l’inconfort. Des points limites précoces et spécifiques sont établis pour réduire au maximum la souffrance et le stress des animaux. Les animaux seront écartés du projet si leur bien-être ou leur santé sont impactés. Nous nous efforçons d’offrir aux animaux un environnement stimulant qui favorise leur bien-être. Pour y parvenir, nous avons mis en place des programmes d'enrichissement conçus pour les maintenir actifs. De plus, nous nous efforçons de veiller au bien être animal. Nous les logeons en groupes sociaux, et utilisons des techniques non invasives chaque fois que possible. Par exemple, nous administrons des médicaments directement dans le cerveau en utilisant une technique spécialisée non invasive, et nous utilisons des systèmes de navigation avancés pour éviter de les sédater pendant les procédures. Après toute intervention chirurgicale, nous veillons à ce qu'ils reçoivent des soins appropriés avec des antibiotiques et des médicaments antidouleur.

Choix des espèces

Pour étudier certains aspects du comportement humain et du fonctionnement cérébral, les chercheurs doivent utiliser des animaux étroitement apparentés aux humains. Dans ce cas, les primates non humains sont le meilleur choix car ils partagent de nombreuses similarités avec nous, ce qui en fait un modèle idéal pour s'assurer que les résultats de l'étude sont pertinents pour les humains. La manière dont différentes parties du cerveau sont organisées chez les primates non humains est plus similaire à celle des humains. Pour étudier des fonctions et comportements complexes, le stade de développement adulte des primates non humains est nécéssaire. Primates adultes, car le développement cérébral doit être terminé. L'une des raisons pour lesquelles d'autres animaux ne conviennent pas à ce type de recherche est que leur cerveau fonctionne différemment du nôtre. Par exemple, certaines tâches réalisables facilement par les humains et les primates non humains peuvent être difficiles ou impossibles pour d'autres animaux. D'autres animaux comme les souris ou les rats ne peuvent pas être utilisés comme substituts aux primates non humains dans cette étude. Cela est dû au fait que ces petits animaux présentent des différences clés dans leur cerveau et leur comportement qui les rendent moins appropriés à l'étude de certains aspects de la biologie humaine. Plus précisément, ils manquent de régions cérébrales spécialisées présentes chez les humains et nos proches parents, qui permettent les fonctions complexes sur lesquelles se concentre cette étude.

Opérés une à deux heures pour l'implantation d'un émetteur télémétrique, maintenus en chaise de contention jusqu'à quatre heures pour les perfusions et hébergés seuls jusqu'à trente heures, 216 macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Les produits leur sont administrés par voie orale, intramusculaire, intraveineuse, intra-articulaire, vaginale, rectale, sous-rétinienne ou intravitréenne, à des doses supérieures ou égales aux doses thérapeutiques humaines. Le porteur écrit pourtant que les paramètres sont enregistrés "sans induire de stress aux animaux" et que les actes ajoutés par cette modification "n'induisent aucune nuisance ou effet indésirable supplémentaire". 120 de ces macaques sont déclarés réutilisés d'une étude à l'autre, et aucun ne peut être placé ni adopté du fait de l'émetteur implanté, le porteur indiquant qu'ils sont tués après avoir participé à plusieurs études.

Objectifs

Le but de ce projet est de décrire les études permettant d’identifier les propriétés pharmacodynamiques indésirables de candidats médicaments chez le primate non humain conscient. Ces études de pharmacologie de sécurité permettent d’enregistrer les paramètres cardio-respiratoires vitaux tels que l’électrocardiogramme, les paramètres respiratoires ainsi que la température et l’activité de l’animal par accéléromètre. Les animaux sont équipés d’émetteurs télémétriques implantés chirurgicalement (télémétrie interne) ou d’un gilet (télémétrie externe) permettant de transmettre en continu les signaux de respiration, de température et d’électrocardiogramme (ECG). En télémétrie interne ou externe, les paramètres sont enregistrés en continu sans induire de stress aux animaux. Les fonctions cardiaque, respiratoire et du système nerveux central sont ensuite évaluées après une ou plusieurs administrations d’un candidat médicament. Le présent projet comprend trois procédures de pharmacologie de sécurité chez le primate non humain (singe cynomolgus) conscient (procédures 1, 2 et 4) et une procédure de chirurgie (procédure 3). 1/ Evaluation du système cardio-respiratoire par télémétrie interne (avec implantation d’un émetteur de télémétrie), 2/ Evaluation du système cardio-respiratoire par télémétrie externe (avec ou sans implantation d’un émetteur de télémétrie pour la pression artérielle), 3/ Implantation chirurgicale des émetteurs de télémétrie : Implants de télémétrie pour utilisation en procédure 1 et implants de mesure de pression artérielle pour utilisation en procédure 2 ; l’utilisation du site de l'artère iliaque pour la pose du cathéter de pression artérielle nécessite une modification du projet initial sans d’ajout d’animaux. 4/ Evaluation du système nerveux central par batterie de tests fonctionnels.

Bénéfices attendus

Le projet, réalisé dans un cadre réglementaire, a comme objectif d’évaluer les effets pharmacodynamiques indésirables de candidats médicaments chez le primate non humain. Conformément aux lignes directrices éditées par l’International Council for Harmonisation of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use (ICH), l'évaluation du potentiel toxique d'un candidat médicament chez un non-rongeur est indispensable pour chaque nouveau candidat médicament avant de pouvoir démarrer les essais cliniques chez l'Homme, et avant toute autorisation de mise sur le marché.

Procédures

Les animaux sont soumis à une intervention chirurgicale d’une durée de 1 à 2 heures environ, pour implantation d’émetteurs de télémétrie servant à mesurer des paramètres cardiorespiratoires et/ou la pression artérielle. Dans un second temps, les paramètres cardiovasculaires sont mesurés par télémétrie (non invasif) sur les animaux, ce qui peut nécessiter un hébergement individuel qui ne dépasse pas 30 heures ou le port d’un gilet de télémétrie. Les animaux sont traités, par différentes voies (principalement orale et injection intramusculaire, sous-cutanée ou intraveineuse, intra-articulaire, vaginale, rectale, sous-rétinienne ou intravitréenne), le plus souvent en dose unique, pour évaluer un potentiel effet pharmacodynamique indésirable d’un candidat médicament. Des prélèvements sanguins sont également possibles pour l’évaluation de l’exposition au produit et/ou bilan hémato-biochimique, et réalisés à une fréquence et aux volumes conformes aux recommandations éthiques en vigueur. Une contention en chaise (maximum 4 heures pour des perfusions IV, avec habituation préalable) ou dans les bras (quelques minutes au maximum) est nécessaire pour les administrations et/ou les prélèvements. (Modification) Les actes ajoutés n’induisent aucune nuisance ou effet indésirable supplémentaire.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus sont rares et correspondent essentiellement aux effets pharmacologiques du produit administré [ex : action au niveau du système nerveux central, du système cardio-respiratoire (variation de fréquence cardiaque ou respiratoire ou du niveau de pression artérielle)] ou à des effets systémiques (ex : perte de poids, baisse de consommation alimentaire). Ces effets sont très rares en pratique compte tenu des faibles doses utilisées dans le cadre de ces études de pharmacologie de sécurité et qui sont le plus souvent déterminées en fonction des résultats des études de toxicologie réalisées auparavant. D’autres effets indésirables peuvent être associés aux procédures (contraintes liées au port du gilet de télémétrie, à l’implantation chirurgicale des émetteurs de télémétrie et à la contention lors des manipulations, prélèvements sanguins dans le but de vérifier l’exposition au candidat médicament, évaluation pharmacocinétique ou autres biomarqueurs sanguins). (Modification) Les actes ajoutés n’induisent aucune nuisance ou effet indésirable supplémentaire.

Devenir

Dans le cadre de ce projet, les animaux reçoivent des doses pharmacologiques supérieures ou égales aux doses thérapeutiques humaines et sont par conséquent, le plus souvent réutilisés. Ces animaux dont la majorité portent un émetteur de télémétrie ne peuvent pas être replacés ou adoptés. Après avoir participé à plusieurs études et en fonction des produits administrés et de leurs potentiel effet pharmacologique, les animaux sont sacrifiés suivant les procédures éthiques en vigueurs.

Remplacement

L'évaluation des effets pharmacodynamiques indésirables d'un candidat médicament 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. Les interactions entre les différentes fonctions physiologiques et composantes de l’organisme qui participent aux réponses pharmacodynamiques d’un candidat médicament, ne peuvent pas être identifiées aujourd’hui par des procédures in vitro de types cellules ou organes isolés. Le choix du primate non-humain par rapport aux autres espèces non-rongeurs est justifié par la nature du candidat médicament (biologiques) et de l’homologie des voies métaboliques et relations pharmacodynamiques/pharmacocinétiques chez l’homme par rapport au primate non-humain.

Réduction

Le nombre d’animaux est déterminé par la réglementation cadrant les études de pharmacologie de sécurité et est le minimum possible en fonction de ces considérations et des objectifs de l’étude. La méthode d’investigation en pharmacologie de sécurité implique le plus souvent un traitement croisé (cross-over design), permettant l’utilisation d’un nombre réduit d’animaux (de 4 à 8 animaux par étude – le plus souvent d’un seul sexe), sans impacter la fiabilité des données, les résultats et les objectifs de l’étude. Dans le cas d’un candidat médicament du type biologique nécessitant un protocole d’étude en groupes parallèles avec un groupe véhicule et deux doses de produit (n=4 animaux par dose ou groupe et n=12 au total), le nombre total d’animaux peut être réduit à 8 au lieu de 12, en ré-utilisant le groupe véhicule pour évaluer une des doses du candidat médicament. Par ailleurs, l’analyse continue des données de télémétrie améliore considérablement la qualité et la fiabilité des données enregistrées avec un nombre réduit d’animaux. Pour éviter d’inclure systématiquement l’évaluation d’un produit de référence positif dans chaque étude portant sur les effets de candidat médicament sur le système cardiovasculaire et en accord avec les nouvelles recommandations ICH, les résultats des effets d’un produit de référence positif, évalué en cross-over à trois doses et un véhicule, peuvent être utilisés pour plusieurs études, et réévalués séparément à un intervalle régulier de 3 et 6 années.

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 (graines dans des copeaux, tablettes à différentes hauteurs, …) 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 animaux sont habitués aux contraintes expérimentales telles que le port du gilet et la contention en chaise. En cas d’administration par perfusion intraveineuse, des friandises peuvent être proposées pendant la perfusion. Après les chirurgies pour implantation des émetteurs, les animaux sont suivis quotidiennement en période post-opératoire (suivi de la fréquence cardiaque, de la température corporelle sur 10 jours, voire plus si l’état de l’animal l’exige) et des actions post-chirurgie sont mises en place pour permettre une bonne récupération rapide de la chirurgie (distribution de rations additionnelles de fruits et de légumes pour favoriser la prise alimentaire et éviter la perte de poids, regroupement des animaux dès leur réveil complet pour permettre les interactions physiques entre congénères et favoriser le retour au comportement physiologique, dont la consommation alimentaire). Afin de limiter la douleur et la souffrance des animaux, toutes les interventions chirurgicales sur les animaux se feront sous anesthésie générale, renforcée par des compléments analgésiques et antiinflammatoires appropriés, selon les procédures vétérinaires approuvées. 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 animaux seront hébergés en groupe social et un programme d'enrichissement adapté est mis en place tout au long de l'étude.

Choix des espèces

L’utilisation des non-rongeurs est une exigence réglementaire. Le choix du primate non humain est justifié par : - les homologies avec l'Homme, - la disponibilité d'études de toxicologie réglementaire dans cette espèce, - les données de pharmacocinétique/pharmacodynamie. Le primate non humain est la seule espèce pertinente pour les essais pré-cliniques de composés biologiques (ex : vaccins thérapeutiques anti-Alzheimer). Le choix de l’espèce de primate non humain (singe cynomolgus) 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 et les connaissances acquises avec des produits de même classe pharmacologique sont prises en compte. Les animaux intégrés dans ces études sont des animaux adultes ou jeunes adultes. L’âge minimal est d’au moins 24 mois. Pour les études de pharmacologie de sécurité, les animaux peuvent être utilisés dans le cadre de plusieurs études, par conséquent l’âge des animaux peut être plus important. Des individus matures ou jeunes adultes sont utilisés pour que l’état physiologique de l’animal permette une réponse non équivoque des systèmes analysés après traitement avec les composés et ainsi garantir une évaluation adéquate des paramètres ciblés.