Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 17/03/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-187853)
5 268 souris et 5 268 rats vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance jusqu’à sévère. Ils reçoivent pendant sept à neuf semaines un agent toxique pour le foie deux fois par semaine, puis un agent déclencheur dont des administrations massives d’alcool, avant des prélèvements sanguins sous anesthésie. Le porteur décrit des effets invalidants, ataxie, détresse respiratoire, vocalises et incapacité à se retourner, pour reproduire l’insuffisance hépatique aiguë sur cirrhose et tester des molécules. Il affirme qu’aucun modèle in vitro ne reproduit la défaillance simultanée de plusieurs organes et conclut à la nécessité du rat et de la souris.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La décompensation aiguë de la cirrhose hépatique est une évolution majeure dans le développement de la cirrhose hépatique. Celle-ci se subdivise en deux catégories, la décompensation traditionnelle dont le pronostic vital à court terme n’est pas engagé et l’ACLF (Acute on chronic liver failure) avec une défaillance multi-organes, beaucoup plus complexe et où le pronostic vital est clairement défavorable. Il n’existe pas de traitement à ce jour afin de permettre de bloquer l’évolution fatidique de la pathologie et permettre d’orienter le patient vers une greffe de foie. La transplantation hépatique restant la seule thérapie pour l’ACLF une fois que les fonctions vitales sont préservées mais l’allocation adéquate des organes représente un défi croissant Notre projet consiste à reproduire dans un modèle expérimental chez le rat et la souris, le processus de décompensation aigue observé chez les patients cirrhotiques. Ce processus entraine la perte de capacités d’un ou plusieurs organes ou de fonction : foie, rein, cerveau, coagulation, … La cirrhose hépatique est caractérisée par la présence de tissus cicatriciels au niveau du foie en réponse à une agression répétée de l’organe (alcoolisme, hépatite virale, NASH, …). Ce tissu de réparation est non fonctionnel et n’a pour but que de combler les zones détériorées. La mise en place de la défaillance hépatique et l’épisode aigue de décompensation peuvent avoir différentes origines. L’une des premières causes de défaillance hépatique est l’alcoolisme chronique. Le précipitant le plus courant est l’infection bactérienne qui ouvre la voie à une décompensation hépatique aiguë se manifestant par l’ACLF. La cirrhose est un facteur de risque d’infection avec une prévalence de 30 % chez les patients hospitalisés contre 5 à 7 % chez les patients hospitalisés sans cirrhose. IL existe d’autres précipitants courants dont les saignements gastro-intestinaux, les lésions hépatiques d’origine médicamenteuse et la thrombose aiguë de la veine porte. En dehors de ces précipitants, une forte consommation d’alcool répétée est à l’origine de plus de 22 % des cas d’ACLF.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
La prévalence de la cirrhose est d’environ 2000 à 3500 cas par million d’habitants, soit en France 700 000 cas avec 10 à 15 000 décès par an. Le passage d’une cirrhose compensée vers une cirrhose décompensée est associé à une diminution de la survie à court terme (3-5 ans). L’ACLF est associée à une forte mortalité à court terme (mortalité à 28 jours après l’admission à l’hôpital) de l’ordre de 20–25 % chez les patients ayant une défaillance d’organe à plus de 75 % chez les patients présentant trois défaillances d’organe et de fonction ou plus. L’ACLF est présent chez 26 % des patients cirrhotiques hospitalisés et 8 % le développent au cours de leur hospitalisation. Ce projet vise donc à bloquer et reverser le processus qui conduit au décès prématuré du patient ou à une dégradation majeure de ses fonctions vitales, et de lui permettre d’avoir accès à une transplantation hépatique (seul recours actuel à la décompensation hépatique).
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Au cours des procédures décrites dans ce dossier d’autorisation, les animaux recevront, deux administrations hebdomadaires d’un agent hépatotoxique (durée 9 semaines pour les rats et 7 semaines pour les souris-durée d’une administration : 15 secondes). Après une semaine sans traitement l’agent déclenchant, sera administré selon la procédure soit une seule fois, soit pendant 3 jours (3 injections par jour). Chaque administration dure 15 secondes. Au cours de la dernière semaine de la procédure, les animaux subiront un prélèvement de sang (durée 30 secondes) sous anesthésie à l’isoflurane (durée 3 minutes). Les composés à tester seront administrés (chaque administration dure 15 secondes) pendant une période de 1 à 7 jours max . Un prélèvement de sang sous anesthésie à l’isoflurane sera réalisé au moment de la mise à mort des animaux.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les nuisances sont produites par les administrations par voie orale qui ne sont pas douloureuses mais stressantes, elles sont classées légères. La période d’administration est longue et une sorte d’habituation au geste estompe rapidement ce stress. L’induction de la fibrose n’induit pas de douleur elle-même, la pathologie est silencieuse (pas de douleur perceptible par le foie qui n’a pas de nocicepteurs) . L’administration des agents précipitants de la défaillance hépatique comme les administrations massives d’alcool produisent les effets d’une ivresse importante (perte d’équilibre, ataxie). Ces effets sont invalidant (trouble de la mobilité, perte de repères, ou altération des interactions sociales). L’administration unique ou répétée des agents inflammatoires ont des effets notoires sur les animaux dans les heures qui suivent les inductions. On note une baisse d’activité, une diminution de la vigilance, des déperditions thermiques et une détresse respiratoire. Dans les phases aigues, des signes plus marqués peuvent apparaitre tels que des vocalises spontanées, des difficultés respiratoires (dyspnée), une incapacité à se retourner, une absence de réflexe pupillaire, une ptose palpébrale avec larmoiements et une pâleur prononcée. Ces troubles connus et déjà observés sont monitorés. Leur fréquence et intensité de leur apparition permet selon le cas de les apprécier au niveau de gravité modéré ou sévère.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
L’évaluation histologique des organes majeurs (foie, reins et poumons) et une investigation approfondie des biomarqueurs plasmatiques circulants imposent la mise à mort des animaux
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Les modèles développés et décrits dans ce projet tente de reproduire une cascade d’événements conduisant à la défaillance successive de plusieurs organes comme cela se produit chez le patient cirrhotique en phase de décompensation aigue. Il n’existe pas de modèle in vitro permettant de reproduire la globalité ni la chronologie de la progression de la rupture multi organe. Les premières étapes du programme de recherche seront réalisées dans des tests in vitro pour évaluer les activités intéressantes sur des paramètres connus ayant un rôle dans l’évolution de la pathologie étudiée (par exemple l’inflammation, le stress oxydatif, ou la prolifération ou mort cellulaire etc )
2. Réduction
Le nombre d’animaux estimé pour chaque procédure tient en compte de l’hétérogénéité associée aux modèles d’induction de la défaillance hépatique. Cette estimation s’appuie sur nos expériences antérieures durant de nombreuses années des modèles murin et sur la connaissance de la variabilité des paramètres d’efficacité que nous mesurons. ( paramètres sanguins qui sont assez labiles) A l’aide de ces données, un calcul de puissance et la déduction par le calcul théorique des effectifs est possible. Le test de Welsh permet de définir cet effectif théorique permettant d’atteindre la significativité recherchée. Cette approche statistique permet d’affiner les plans d’expérience pour lesquelles une étude pilote préalable par exemple a permis d’approcher un résultat très proche de la significativité.
3. Raffinement
L’ACLF est une pathologie sévère, qui chez l’humain entraîne le décès à 28 jours de 20 à 70% des patients hospitalisés. Le modèle expérimental s’avère donc lui aussi sévère sur la phase finale de la procédure (administration de l’agent précipitant). Nous avons établi une liste de signes cliniques de manière à ne pas conserver des animaux ayant atteint ces points limites. La liste de ces points limites pourra être réajustée après les procédures de caractérisation des modèles et afin d’éviter toute souffrance non nécessaire à l’établissement des résultats. Les procédures se feront avec un hébergement adapté au bien-être des animaux avec un enrichissement du milieu (morceaux de bois à ronger, tunnel ou igloo et éléments de nidification). Au cours des procédures, nous appliquerons pendant les périodes qui suivent les prélèvements sanguins, un apport d’aliment gélifié enrichi qui favorise la récupération des animaux suite à l’anesthésie. Etant une pathologie multi-organe, l’étude de la maladie requiert l’utilisation d’animaux et ne peut être remplacée par des expérience in vitro
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Sur la base de la littérature scientifique, aucun modèle invertébré ne permet à ce jour dans le cadre de la cirrhose du foie de valider l’efficacité d’une nouvelle molécule dans le traitement de cette pathologie ou celles qui lui sont associées. Le génome des rongeurs et celui de l’homme ont 90% d’homologie, cela en fait un modèle de choix dans les études pharmacologiques. Le choix de l’espèce souris a été fait en se basant sur la littérature scientifique et sur nos connaissances des caractéristiques des molécules à tester. De jeunes adultes offrent une meilleure homogénéité et une meilleure réponse aux inductions de la pathologie, leur système immunitaire étant mâture. Nous utiliserons de jeunes adultes, à savoir 7 à 8 semaines (20-25g) pour les souris et 6 à 7 semaines (250 à 300 g) pour les rats à l’arrivée.