Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 17/03/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-143845)
32 porcs vont être utilisés, opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil. Après un jeûne de douze heures, chaque animal subit sous anesthésie une laparotomie et une chimiothérapie diffusée en aérosol pressurisé dans l’abdomen, puis huit prélèvements sanguins par cathéter avant la mise à mort, pour comparer des pompes et des buses de nébulisation. Le porteur décrit surtout un stress lié au transport et à la contention, jugeant les procédures peu douloureuses car pratiquées sous anesthésie générale. Il justifie le choix du porc par un péritoine et une cavité abdominale proches de ceux de l’humain, permettant d’employer directement le matériel chirurgical destiné aux patients.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La chimiothérapie à aérosol intra-péritonéale pressurisée (PIPAC) est une nouvelle technologie pour administrer une chimiothérapie intrapéritonéale et traiter les patients souffrant de carcinose péritonéale avancée. Le médicament de chimiothérapie liquide est délivré au moyen d’un injecteur haute pression grâce à une pompe brevetée et une buse adaptée. Cette approche thérapeutique de la carcinose péritonéale est supposée avoir le potentiel de surmonter les deux limitations majeures de la chimiothérapie intrapéritonéale liquide classique : une meilleure diffusion du produit dans la cavité péritonéale et la pénétration limitée du médicament dans le tissu tumoral. Cette technique est maintenant admise et est réalisée dans des cas bien sélectionnés de patients ayant une carcinose péritonéale avancée. Bien que prometteuse, elle soulève encore de nombreuses interrogations : les différentes variations de pénétrations en fonction de la pression, de la position de la pompe délivrant la chimiothérapie, et des différents systèmes de nébulisations qui arrivent sur le marché. Jusqu’à présent un seul système de buse était disponible dans le commerce, mais une nouvelle génération de technologie de buse est maintenant disponible. Alors que les buses de PIPAC conventionnelles pulvérisent l’aérosol dans la cavité abdominale dans le prolongement de l’axe de la buse, la nouvelle génération de buses dispose de trois têtes de pulvérisation supplémentaires. Elles pulvérisent horizontalement et radiairement dans la cavité abdominale, visant à optimiser la répartition spatiale de la chimiothérapie dans l’abdomen. L’amélioration de la distribution des médicaments devrait optimiser l’efficacité de ce nouveau traitement PIPAC par rapport à la technologie conventionnelle des buses mono-spray. Néanmoins aucune étude expérimentale animale n’a prouvé cette amélioration. Plusieurs paramètres de performance pour évaluer l’effet antitumoral de la PIPAC ont été définis par des groupes d’expert et permettent d’avoir maintenant des valeurs contrôle de comparaison. L’objectif de ce travail est de comparer cette nouvelle technologie de tête multi-spray avec les buses de tête mono-spray conventionnelles dans un modèle animal in vivo en termes de distribution spatiale, de profondeur de pénétration et de concentration de chimiothérapie dans les tissus.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Cette étude permettra d’avoir des données très précises des niveaux de pénétration tissulaire et sanguin des différentes drogues dans le tissu péritonéale et le sang. Elle permettra de voir si les modalités d’administration sont identiques ou différentes entre les pompes. Ces résultats permettront de mettre en exergue l’absence ou non d’homogénéité de la répartition des drogues dans les tissus en fonction des différentes pompes. Ces résultats seront ainsi tout de suite applicables à l’humain en modifiant le type de pompe, les dosages des drogues, et en évaluant également le risque de surdosage par le passage systémique des drogues.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Il s’agit d’une procédure à la fin de laquelle les animaux seront euthanasiés, sous anesthésie générale profonde. Ils ne seront soumis avant l’intervention qu’à une privation de nourriture pendant 12h avec accès libre à l’eau, et aux manipulations nécessaires avant anesthésie. Ensuite les interventions se dérouleront sous anesthésie générale et analgésie adaptée et la mise à mort sera effectuée à la fin de la procédure, sans réveil. Durant l’anesthésie, ils subiront une procédure PIPAC d’une durée de 30 à 40 minutes, 8 prélèvements de sang via un cathéter veinaux posé sous anesthésie; puis après une pause de 30 minutes, soit un passage au scanner de 20 minutes, soit une laparotomie médiane immédiatement après euthanasie pour prélèvements de tissus.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les animaux seront soumis avant l’intervention à une mise à jeun pendant 12h avec accès libre à l’eau. Ils pourront également subir un stress durant le transport entre l’UE et la plateforme, ainsi que pendant la manipulation au moment de l’anesthésie. Ils subiront une contention en cage puis une injection intramusculaire pour l’induction de l’anesthésie. Toutes les autres interventions se feront sous anesthésie : intubation orotrachéale, contention en décubitus dorsal sur la table d’opération, laparotomie pour la procédure de PIPAC.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Une fois la procédure d’imagerie et de chirurgie pour prélèvement effectuée, les animaux seront euthanasiés. En effet aucun replacement ni adoption n’est possible après des injections d’agents de contraste, et la chirurgie peut avoir des effets délétères sur les animaux. De plus, le retour à l’élevage d’origine est impossible pour des raisons sanitaires.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Nous ne pouvons pas comparer les mesures de concentration tissulaire et sanguine des drogues dans un modèle ex vivo ; l’utilisation d’un modèle animal est indispensable pour reproduire la cavité péritonéale humide et respecter les caractéristiques de la ventilation mécanique et le milieu chaud et humide fermé. Le volume de la cavité péritonéale chez le petit animal ne permet pas de réaliser ce type d’intervention. Les instruments et les insufflateurs de chirurgie laparoscopique ne sont pas adaptés pour un si petit volume et les trocarts d’accès ne peuvent pas être utilisés chez le petit animal. Nous avons choisi le modèle porcin du fait de sa disponibilité et de ses nombreuses similitudes anatomiques avec l’homme, notamment son système digestif.
2. Réduction
Nous avons limité le nombre d’animaux au plus juste pour avoir des résultats statistiquement exploitables. Nous utiliserons 27 animaux, et prévoyons 5 animaux supplémentaires en cas de problème. Nous nous sommes basés sur les études précédentes que nous avons réalisées et en utilisant les différences observées dans cette étude, nous utiliserons des tests conçus pour les petits effectifs. En nous basant sur les données de mesure de particules induite par la fumée chirurgicale in vitro, nous avons ainsi calculé la taille minimale d’un groupe de 3 animaux afin de respecter un niveau de signification de 95% et une puissance de 80%.
3. Raffinement
Les animaux seront logés dans des cases spacieuses contiguës avec des parois ajourées permettant le contact visuel entre les animaux et ils ne seront gardés en box de préanesthésie que la veille de l’intervention. Ils seront maintenus en groupe le plus longtemps possible, et manipulés dans le calme. Des mesures seront prises dès la prise en charge de l’animal jusqu’à la réalisation de la procédure en imagerie in vivo : Pré-examen imagerie/Anesthésie: les animaux arriveront la veille, et seront mis à jeun 12h avant l’intervention, avec abreuvement à volonté – Anesthésie (induction par voie intramusculaire), puis intubation, ventilation et maintien de l’anesthésie par voie gazeuse. La fréquence cardiaque sera enregistrée tout le long des interventions. En cas d’accélération du rythme cardiaque, sans perte sanguine associée, nous renforcerons le traitement antalgique par administration intramusculaire d’analgésique. En cas de tachycardie supérieure à 170 battements par minute, persistante au-delà de 5 minutes malgré l’administration d’analgésiques, nous procèderons à l’euthanasie (point limite). Mais nos procédures ne devraient pas être particulièrement douloureuses, elles reproduisent des interventions courantes chez l’homme sous anesthésie générale.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
L’utilisation du modèle porcin pour l’étude pharmacocinétique est indispensable, car cela reste le seul modèle animal possible pour étudier les modalités de diffusion de la chimiothérapie dans le péritoine. Le porc est une espèce animale classiquement utilisée pour les études de pharmacocinétique de la chimiothérapie intrapéritonéale. L’anatomie digestive et les dimensions de la cavité péritonéale, similaires à l’homme, permettent de tester au mieux les modalités de diffusion péritonéale de la chimiothérapie. Le volume d’insufflation est similaire à l’homme et les instruments chirurgicaux et les dispositifs d’aspiration de la fumée disponibles sur le marché humain peuvent être utilisés tels quels. Le porcelet de 40 kg est le modèle le plus usité car la texture du péritoine et le volume de la cavité péritonéale sont similaires à l’homme et nous permettent d’appréhender au mieux les contraintes de volume en fonction de différents types de chirurgie.