Etudes de pharmacologie de sécurité chez le rongeur (rat et souris)

Les études de pharmacologie de sécurité chez les rongeurs visent à évaluer les effets d’un candidat-médicament en développement sur les grandes fonctions physiologiques et sont des prérequis réglementaires précliniques permettant à un donneur d’ordre d’initier des études cliniques pour un candidat-médicament destiné à l’Homme. Selon le candidat-médicament, l’établissement utilisateur évalue la procédure à effectuer, sachant que plusieurs procédures peuvent être combinées au sein d’une même étude (par exemple : étude combinant l’évaluation des fonctions respiratoire et neurologiques). Chaque animal est traité par un placebo ou une dose de candidat-médicament selon la voie d’administration prévue chez l’Homme. Les effets du candidat-médicament sont évalués sur une fonction physiologique données (neurologique, respiratoire, gastro-intestinale, rénale ou cardiovasculaire) à l’aide de capteurs et de logiciels enregistrant, en continu, le signal physiologique (fonctions respiratoire et cardiovasculaire), de tests spécifiques (fonctions neurologiques) ou de prélèvements d’organes/fluides biologiques (fonctions gastro-intestinale et rénale) effectués à un ou plusieurs temps après traitement, et dont l’analyse génère des valeurs quantitatives caractérisant la fonction étudiée. Les valeurs des paramètres mesurés à chaque dose de candidat-médicament sont ensuite comparées à celles mesurées en placebo et permettent ainsi d’évaluer l’impact du candidat-médicament sur la fonction étudiée. Pendant la durée de la procédure, de la réception des animaux à leur sortie d’étude, leur état de santé est suivi quotidiennement a minima, leur poids est mesuré périodiquement et l’atteinte de points limites est étroitement surveillée, avec prise de décision vétérinaire rapide et appropriée en cas d’altération du bien-être animal. Des dispositions, compatibles avec l’atteinte des objectifs de l’étude, sont prises pour limiter tout inconfort, stress, souffrance ou douleur inutile, par l’utilisation d’habituation à l’environnement expérimental et aux dispositifs d’enregistrement des fonctions physiologiques, de protocoles anesthésiques et analgésiques appropriés, ou par décision vétérinaire d’appliquer des soins, de diminuer les doses de candidat-médicament ou d’arrêter le traitement. En fin de procédure, selon les prérequis du protocole d’étude, les animaux peuvent être gardé en vie ou euthanasiés.

L’évaluation des effets fonctionnels d’un candidat-médicament en développement par un donneur d’ordre dans les études de pharmacologie de sécurité chez le rongeur est conduite selon des recommandations (« lignes directrices ») internationales, et constitue une étape réglementaire avant la conduite d’essais cliniques avec ce candidat-médicament chez des volontaires sains ou des patients. Ces études visent à définir le profil des effets pharmaco-toxicologiques de candidats-médicaments sur certaines fonctions physiologiques (incluant les fonctions vitales) qui surviennent généralement dans les heures à jours suivant leur administration. L’identification des fonctions modifiées par le candidat-médicament – s’il est considéré par le donneur d’ordre comme pouvant progresser dans les phases cliniques – permettra la mise en place de procédures de suivi de ces mêmes fonctions (« monitoring ») chez l’Homme (ex.: mesure de l’électrocardiogramme, de la tension artérielle ou de la fréquence respiratoire; examens neurologiques) et donc, de rendre les essais cliniques plus sûrs pour les volontaires ou les patients y participant. En relation avec les données collectées dans les études de toxicologie réglementaire, celles issues des études de pharmacologie de sécurité permettent aussi de définir la dose qui sera testée (avec une marge de sécurité) pour la première administration à l’Homme. Au final, ce projet contribuera au développement de nouvelles solutions thérapeutiques, prophylactiques ou diagnostiques sûres pour les patients. Il est envisagé que, sur une durée de 3 ans, entre 25 et 35 candidats-médicaments pourront être évalués.

Ces études consistent généralement en une administration unique du candidat-médicament, pendant une durée de quelques secondes pour des administrations par les voies orale, sous-cutanée, intramusculaire, intraveineuse rapide, ou de quelques minutes pour les administrations par la voie intraveineuse dites en « bolus lent ». Certaines administrations par voie intraveineuse peuvent également durer plusieurs dizaines de minutes à quelques heures, et nécessitent l’implantation chirurgicale, sous anesthésie générale gazeuse profonde et avec un protocole analgésique péri-opératoire adapté, d’un cathéter laissé en place de manière permanente dans une veine périphérique. Ce cathéter est relié à un dispositif externe de perfusion adapté aux rongeurs, permettant de connecter la seringue délivrant le candidat-médicament, tout en laissant l’animal libre de ses mouvements. Ce dispositif de perfusion intraveineuse est implanté sous anesthésie générale profonde, à une seule occasion, pendant la période d’acclimatation. Les administrations de candidats-médicaments sont suivies d’évaluation de leurs effets sur les paramètres neurologiques (évalués individuellement pendant un maximum de 15 minutes, à différentes heures après traitement), respiratoires (avec placement de chaque animal dans une enceinte dédiée jusqu’à 7,5 heures), urinaires (avec placement de chaque animal dans une enceinte à diurèse jusqu’à 6 heures). Les animaux dont la fonction cardiovasculaire est évaluée portent une veste avec capteurs intégrés jusqu’à 19 heures. Si requis par le protocole d’étude, un ou plusieurs prélèvements sanguins seront effectués, par ponction d’une veine superficielle chez l’animal vigile, suivant des modalités et un nombre définis par les besoins de l’étude (jusqu’à 2 occasions par étude, avec un maximum de 8 prélèvements par occasion), tout en respectant les recommandations éthiques de l’établissement utilisateur. Si le protocole d’étude requiert un prélèvement sanguin unique d’un volume dépassant ces recommandations, ce prélèvement est effectué chez l’animal en fin d’expérimentation, sous anesthésie générale gazeuse profonde, puis celui-ci est euthanasié. Si requis par le protocole d’étude, une ponction de liquide céphalo rachidien unique est effectuée chez l’animal en fin d’expérimentation, sous anesthésie générale gazeuse profonde, puis celui-ci est euthanasié.

Les nuisances peuvent inclure (variables selon les individus) : Stress, inconfort ou douleur brève (quelques minutes) lors des administrations, prélèvements sanguins ou euthanasie au gaz carbonique. Les injections intraveineuses lentes peuvent nécessiter une contention en tube, après une période d’habituation. Sensation de chaleur et stress lors du placement en enceinte chauffante utilisée pour prélèvements de sang ou injections intraveineuses ne nécessitant pas de pose de cathéter à demeure. Anesthésie de quelques minutes – avec risque d’incoordination motrice au réveil – , pour prélèvements de sang ou autres fluides biologiques. Anesthésie suivie d’une douleur légère à modérée pendant quelques jours après la pose de cathéters intraveineux à demeure. Port d’un harnais ou d’un bouton métallique permettant la perfusion prolongée par voie intraveineuse sans contention, pouvant provoquer gêne à l’ambulation et au toilettage, grattage et/ou frottements. Connexion à un dispositif de « joint tournant » lors des perfusions intraveineuses de 30 min à 24 heures/jour, pouvant limiter les déplacements dans la cage d’hébergement. Restriction d’espace et absence d’aliment (eau disponible) dans l’enceinte dédiée aux mesures respiratoires jusqu’à 7,5 heures. Restriction d’espace sans accès à l’eau ni à l’aliment dans les enceintes pour collectes urinaires (jusqu’à 6 heures) ou les arènes d’observations comportementales (jusqu’à 10 min). Stress lié à l’hébergement individuel, notamment chez les souris mâles et les animaux porteurs de dispositifs de perfusion intraveineuse implantés à demeure. Effets toxicologiques ou pharmacologiques légers à modérés des candidats-médicaments.

Si le protocole d’étude prévoit des prélèvements de tissus et d’organes pour analyses métaboliques, de biologie moléculaire, d’évaluations histopathologiques ou de prélèvements terminaux de fluides biologiques, une fraction ou la totalité des animaux nécessaire à ces analyses sera euthanasiée. Si le protocole d’étude ne prévoit pas de prélèvements nécessitant l’euthanasie des animaux, ceux-ci pourront être gardé en vie et retourner en zone d’hébergement hors étude suite à l’avis du vétérinaire avec l’évaluation de la gravité réelle des procédures subies.

Le choix de l’espèce animale dans les études visant à étudier les effets de candidats-médicaments sur les fonctions physiologiques est basé sur les recommandations réglementaires édictées dans des lignes directrices internationales, les informations concernant la distribution et l’élimination des candidats-médicaments dans l’organisme, leur mécanisme d’action après liaison à leur cible biologique, les données de la bibliographie scientifique, et les analogies des fonctions physiologiques entre l’animal et l’Homme. Selon les fonctions physiologiques susceptibles d’être modifiées par le candidat-médicament et de la population concernée par celui-ci, l’âge le plus adéquat sera sélectionné, cet âge pouvant varier de l’âge juvénile jusqu’à l’âge de maturité sexuelle. Ce choix de l’âge répond à l’ensemble des études réglementaires conduites chez l’animal et nécessaires à la conduite des essais cliniques avec un candidat-médicament chez l’Homme.