Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 21/03/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-006819)
120 porcs vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent une IRM puis une chirurgie du cerveau par stéréotaxie de deux à quatre heures pour implanter des électrodes de stimulation profonde ou injecter des vecteurs viraux, avant d’être mis à mort pour des analyses. Le porteur justifie le recours au porc en invoquant l' »éthique spéciste actuelle » qui interdit ces approches invasives chez l’humain, et conclut à la nécessité de l’animal. Il retient le porc pour la proximité de son cerveau avec celui de l’humain en taille et en structure.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La stimulation cérébrale profonde est une procédure neurochirurgicale souvent pratiquée chez les personnes souffrant de troubles du mouvement. La stimulation interfère avec les signaux pathologiques dans la structure cible (dont le mécanisme n’est pas entièrement compris) pour restaurer les fonctions motrices normales. Cette thérapie a été reconnue comme sûre et efficace pour l’amélioration des symptômes chez les patients atteints de la maladie de Parkinson. Cette méthodologie a été une évolution technique majeure pour le traitement de la maladie et l’intervention chirurgicale est maintenant explorée également pour d’autres conditions, comme l’épilepsie et la dépression. Toutefois le développement de nouvelles sondes de stimulation cérébrale capables d’enregistrer l’activité cérébrale dans les structures cibles pourraient contribuer au développement de nouvelles thérapies chez les patients atteints d’autres affections neurologiques. D’un autre côté, de nouvelles stratégies innovantes basées sur la thérapie génique pourraient également bénéficier aux patients atteints de ces affections. Cette approche utilise des virus modifiés ; ils ont perdu leur pouvoir de se multiplier mais peuvent apporter après modification de leur génome, dans des cellules ou des organes malades, un gène réparé, ou des molécules qui soignent. On parle alors de vecteurs viraux. Pour le cerveau, la voie la plus efficace d’administration de ces vecteurs viraux tout comme la stimulation cérébrale reste l’approche chirurgicale par stéréotaxie. Des études précliniques sont nécessaires pour valider ces outils (sondes de stimulation ou vecteurs viraux) avant de puvoir les utiliser chez les patients. Le projet a donc pour objectif de valider d’une part de nouveaux vecteurs viraux dans le cadre de la thérapie génique et d’autre part de nouvelles sondes de stimulation cérébrale chez le porc. Les deux approches pouvant être combinées en conditions proches de la clinique avant leur utilisation chez l’homme.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les études précliniques permettent d’acquérir les premières connaissances sur le comportement d’un médicament ou d’un nouveau dispositif médical, indispensable avant les essais chez l’homme. Le développement de nouvelles techniques sur les animaux visant à améliorer l’impact de la stimulation cérébrale dans les troubles neurologiques sont fondamentaux pour confirmer que les prototypes atteignent les niveaux de sécurité, d’efficacité et d’ergonomie attendus et pourrait permettre à terme de maximiser le temps du patient « en thérapie ». Ce projet est mené obligatoirement sur l’animal. En effet, il n’est pas envisageable d’implanter un nouveau dispositif médical ou d’administrer un nouveau composé à l’homme – sain ou malade – compte tenu des risques non connus susceptibles d’apparaître. A terme, nous souhaitons démontrer l’efficacité et la tolérance d’outils de thérapie génique chez un modèle de grand animal, pour demander par la suite une autorisation d’essai clinique chez des patients atteints de maladies neurodégénératives (maladie de Parkinson, épilepsie…).
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : examens d’imagerie non-invasifs par IRM (durée 2-4 heures), une chirurgie stéréotaxique (identique à celle réalisée chez le patient) pour l’implantation, l’enregistrement ou la stimulation d’électrodes intracérébrale ou l’administration de vecteurs viraus de thérapie génique sous imagerie par rayons X (durée 2-4 heures). Des prélèvements pourront être réalisés (sang) lors de l’opération sous anesthésie générale (30 secondes). En fonction du test réaliser, certains animaux pourront avoir une phase de récupération et de répétition, d’une à deux semaines après la chirurgie, de l’imagerie et d’enregistrements electrophysiologiques afin d’évaluer les résultats chroniques de l’intervention réalisée (durée 4-6 heures).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les nuisances attendues sont celles associées à la chirurgie ou aux prélèvements biologiques. Pour la chirurgie : stress de l’anesthésie, hypothermie, douleur post opératoire possible, infection au niveau des points de sutures. L’ensemble de ces complications sera pris en charge par une prophylaxie adaptée. Pour les prélèvements (sang, LCR) : stress de la contention et de l’anesthésie, hématome, douleur possible. Bien que les vesteurs viraux pour la thérapie génique soient connus pour leur faible toxicité, une surveillance des paramètres biologiques et comportementaux (anxiété, motricité, etc..) permettra de détecter d’éventuels effets inattendus.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A la fin du projet les animaux seront euthanasiés afin de réaliser des analyses ex-vivo, des organes pourront également être proposés à d’autres équipes de recherche.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Ce projet concerne exclusivement une utilisation du porc. Ce recours à l’animal peut se justifier pour plusieurs raisons éthiques : 1) l’éthique « spéciste » actuelle interdit l’utilisation d’approches neurobiologiques invasives chez l’homme, rendant ainsi inaccessible l’étude directe des processus de causalité neurobiologique dans notre espèce (sauf, bien sûr, lorsque ceux-ci sont non-invasifs) ; 2) il n’existe pas encore de modèles mathématique ou in silico valides et réalistes permettant d’étudier ces processus causaux ; 3) Enfin, dans le cadre des modèles de maladies neurodégénératives, l’objectif à terme (bien que non décrit dans le présent projet) est de proposer un modèle animal présentant toutes les caractéristiques (moteur, cognitif) de ces affections qui en tant que telles ne peuvent être étudiées sur des lignées cellulaires (humaine ou animale) ou tout autre modèle in vitro cellulaire ou subcellulaire. De ce fait, le recours à l’animal et tout particulièrement le porc (du fait de sa proximité avec l’homme en termes d’anatomie cérébrale) apparait comme nécessaire en vue de découvrir de nouvelles voies thérapeutiques.
2. Réduction
Nos modèles sont générés dans le cadre d’une activité pré-clinique sur des composés thérapeutiques ou le développement de nouveaux dispositifs médicaux avec un nombre estimé de 4 études par an, comprenant 6 animaux par étude en moyenne, soit un total de 120 animaux sur 5 ans maximum. Les vecteurs viraux pour la thérapie génique auront été testés préalablement in vitro ou chez le petit animal (rongeur) pour déterminer les doses à utiliser et s’affranchir d’éventuels effets toxiques nécessitant un apport supplémentaire d’animaux. Dans le cadre d’une étude de validation de dispositif médical, la chirurgie implantatoire ne concerne qu’un seul hémisphère cérébral, l’autre hémisphère pouvant être utilisée comme contrôle. Ce qui permet de réduire le nombre d’animaux de moitié. Enfin des mâles comme des femelles pourront indépendamment être utilisés dans nos projets.
3. Raffinement
Pendant la procédure, les animaux sont maintenus sous anesthésie générale avec une surveillance constante de leurs paramètres vitaux (fréquence cardiaque, pression sanguine, température…). Lors de l’opération, l’hydratation ou la fourniture d’antiarythmiques est assurée en permanence. Pendant l’hébergement, l’animal est placé dans des locaux adaptés, avec les méthodes de raffinement appropriées pour son espèce (groupe social, enrichissement adapté). Le suivi des animaux est quotidien, assurée par du personnel qualifié pour cette espèce sur des critères comme la posture de l’animal, son activité, son interaction, sa nutrition. Cette surveillance permet une intervention rapide auprès du vétérinaire et du responsable de projet pour adapter les soins analgésiques si nécessaire. Si une étape du protocole chronique affecte l’état de santé au point d’atteindre l’un des points limites sans qu’aucune action ne puisse permettre un retour à l’état basal alors le protocole sera interrompu et l’animal mis à mort selon les modalités éthiques. Les volumes de prélèvements de sang sont adaptés au poids de l’animal, et sont réalisé sur animaux sédatés. L’apparition d’hématome au point de prélèvement est surveillée.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Parmi les modèles animaux ayant des caractéristiques anatomiques et fonctionnelles proche de l’homme le porc a été retenu car (i) les modèles sont bien décrits et caractérisés et constituent donc une référence dans la communauté scientifique ; (ii) le personnel impliqué dans ce projet possède une expertise établie de la gestion de ces modèles animaux. De plus, l’anatomie cérébrale du porc est proche de celle de l’homme en terme de taille. Il existe de plus une forte homologie entre les structures cérébrales du porc et celles de l’homme ce qui est indispensable dans le cadre de l’étude de la faisabilité de la procédure. Le stade de développement de l’animal est Porc, jeune de 35-40kg environ (environ de 3-4 mois). Au stade défini, la taille et les caractéristiques du cerveau des animaux sont proches de celle de l’homme ce qui permet une évaluation fiable des cibles pour la chirurgie.