Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 25/10/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-020959)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’insuffisance cardiaque aiguë décompensée (ICAD) représente un challenge thérapeutique majeur puisque, à ce jour, il n’existe pas de traitement. Notre hypothèse est que l’altération du métabolisme énergétique du coeur contribue à aggraver la dysfonction cardiaque menant à l’ICAD. En utilisant un modèle expérimental d’ICAD chez le rat, nous allons déterminer si des traitements pharmacologiques améliorant le métabolisme énergétique cardiaque préviennent la dysfonction cardiaque liée à l’ICAD. Ce projet, en ciblant le métabolisme énergétique cardiaque au cours de l’ICAD, permettra d’approfondir la compréhension des mécanismes physiopathologiques impliqués avec l’objectif de développer de nouvelles stratégies pharmacologiques pour améliorer la prise en charge et le pronostic des patients.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
L’insuffisance cardiaque chronique est une maladie sévère touchant en Europe environ 6.5 millions de patients. Malgré les traitements actuels, l’insuffisance cardiaque chronique reste la première cause de mortalité parmi les maladies cardiovasculaires en France avec 32 000 morts prématurées chaque année. Cette morbi-mortalité élevée est due au fait que les traitements actuels n’empêchent pas la complication majeure de l’insuffiance cardiaque chronique : la décompensation aiguë. Cette dernière représente un challenge thérapeutique majeur puisque les traitements actuels de l’insuffiance cardique sont inefficaces sur celle-ci. Notre hypothèse est que l’altération du métabolisme énergétique cardiaque est un élément déclencheur de la dysfonction cardiaque lors de la décompensation aiguë de l’insuffisance cardiaque. Le but ultime de cette recherche est de démontrer que des traitements visant l’amélioration du métabolisme énergétique cardiaque pourrait donc constituer une nouvelle cible dans la décompensation aigue de l’insuffisance cardiaque. Nous espérons que cette recherche permettra la mise en place d’une nouvelle classe de traitements permettant de limiter le développement de la décompensation aiguë de l’insuffisance cardiaque chez des patients.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux subiront une procédure chirurgicale (ligature coronaire) pour induire un infarctus du myocarde (n=206 ) (Temps de chirurgie 15 minutes). Sur les rats survivants, un gavage en sel permettra d’induire la décompensation aigue. A ce moment, sera initié des traitements innovants (2 molécules) qui serons dans la nouriture donc voie peros et l’analyse des effets fonctionnels (IRM et échocardiographie cardiaque) sera effectué sous anesthésie pour une durée de 10 minutes/rat. La fonction rénale sera évaluée sous anesthésie gazeuse de 10 minutes/rat maximum pour l’injection du traceur fluorescent suivie d’un test à l’effort (durée 20 minutes) qui sera effectué sur les animaux vigiles. Le protocole invasif (cathétérisme cardiaque) sera réalise sur des animaux profondément anethésiés et sera sans réveil.(15 -20 minutes). Prelevement sanguin intra cardiaque en terminal après le cathéterisme cardiaque .
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les deux procédures mènent à une insuffisance cardiaque. Pour ce projet une partie des animaux aurons chirurgie est une ligature coronaire entraine un taux de mortalité de 20% et au court des 3 mois après ligature peut entrainer une mortalité de 20 à 30% et une autre partie sera induite genetiquement . Les nuissance du test d’effort sont une fatigue de l’animal qui est évalué par des chocs électriques. Pour le cathétérisme cardiaque, l’animal subira une chirurgie pour insertion d’un capteur de pression dans la carotide pour obtenir les pressions volume au niveau du coeur du rat, chaque animal sera mise à mort à la fin du test. Les nuisances que vont subir les animaux en fonction des interventions sont : Chirurgie cardiaque : ligature coronaire donc classé sévère Echographie cardiaque sous anesthésique gazeux est de classe légère Capacité d’exercice (tapis de course) animaux vigile classe légère Fonction rénale, injection dans la veine caudale de fluorescéine, et pose d’un capteur sur la peau niveau dorsal. Classé modère IRM sous anesthésie : classé légère Cathétérisme cardiaque, ouverture de la carotide et injection d’un cathéter pour la pression cardiaque donc anesthésie. Classé sévère
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issu de chaque procédure, les animaux seront mis à mort afin de récupérer les différents organes pour des études biomoléculaires et histologiques. Ces tissus sont nécessaires pour valider les effets des traitements sur l’organisme.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Dans l’objectif de limiter le nombre d’animaux utilisés dans ce projet, nous mettrons en place certaines expériences in-vitro (tests de prolifération de cellules, interactions cellules-cellules). Cependant, l’utilisation des animaux est rendue nécessaire, car il n’existe pas à ce jour de modèle de décompensation aiguë de l’insuffisance cardiaque in-vitro. Cela n’est pas possible d’appliquer des modèles alternatif puisque le développement de la dysfonction est multifactoriel et aucun approche in silico, in-vitro ou ex vivo ne permet l’implication de tout, c’est facteur dans le développement pour l’étude de ce type de médicament avec une visée cardiovasculaire.
2. Réduction
Pour réduire au maximum le nombre d’animaux nécessaires à cette étude, nous réaliserons séquentiellement des mesures non-invasives de la fonction cardiaque par échographie, IRM, de la fonction rénale, de la capacité d’exercice puis une mesure invasive hémodynamique. A la phase terminale nous avons également mis en place une stratégie d’optimisation des prélèvements et des analyses ex vivo au moment de la mise à mort. De plus, nous avons réalisé des tests statistiques appropriés pour calculer le nombre de rats nécessaires. Le nombre d’animaux nécessaire est de 206 animaux a opéré.
3. Raffinement
Tout au long de l’étude, les animaux seront nourris ad libitum et l’hébergement ce fait sur portoir ventilé qui permet de les hébergé deux par deux avec abreuvage automatique de l’eau. Presence d’enrichissement (Tunel,Kraft Paper). Afin de limiter le stress occasionné par le transport, une période d’acclimatation d’une semaine après réception des rats sera maintenue avant le début du protocole. Les conditions de soins et les méthodes utilisées seront les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur, souffrance, angoisse ou dommages durables que pourraient ressentir les animaux. Ainsi, un suivi des animaux sera réalisé quotidiennement durant toute la durée du protocole expérimental, ce qui permettra de déceler un éventuel signe de souffrance. Notre grille d’évaluation des point limites pour le bien être animal est utilisé quand un animal présente un état de mal être ou de souffrance, il est exclu de l’étude et euthanasié en fonction de son score et de la discussion avec les membres de la cellule SBEA. Un ajout dans la cage de nourriture gélifiée qui aide l’animal à mieux se nourrir. Un traitement analgésique en préopératoire et en pré et post-opératoire, soit immédiatement après la chirurgie est réalisé suivi d’une injection toutes les 8h pendant 24h qui suivent l’opération. Nous allons dans ce projet utiliser essentiellement des rats mâles, ce qui diminuera les variations dans les réponses immunitaires, et permettra une meilleure comparaison entre nos modèles.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Nous allons dans ce projet utiliser essentiellement des rats mâles, ce qui diminuera les variations dans les réponses immunitaires, et permettra une meilleure comparaison entre nos modèles. Chaque animal est identifié de façon individuelle par une puce d’identification Le rat wistar et le rat ZSF-1 sont les modèles de référence pour l’étude de ce type de médicament à visée cardiovasculaire Les rats mâles jeunes adultes (200-220g) seront utilisés pour induire l’infarctus du myocarde. Cet âge est justifié par la meilleure résistance des animaux à la procédure de ligature coronaire permettant de ne pas augmenter le nombre d’animaux utilisés. Les Rats mâles jeunes adultes arriveront à l’âge de 6 semaines pour une question de coût, mais seront utilisés à l’age de 24 semaines ( poids de 600gr )pour que la maladie cardiaque ait le temps de se développer. Ce projet vise à évaluer l’impact d’un traitement nouveau pharmacologique dans la décompensation aigue de l’insuffisance cardiaque chronique. Les deux modèles utilisés, le Wistar et le ZSF-1 sont par excellence l’espèce utilisée dans la plupart des études évaluant les effets pharmacologiques puisque ces rats développent des dysfonctions cardiovasculaires similaires à ceux observées chez l’Homme l’insuffisance cardiaque. De plus, l’utilisation des deux souches de rats permettra de diminiuer le nombres d’animaux puisqu’il existe au sein du laboratoire des données historiques.