Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 23/07/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-219542)
L’artère coronaire gauche est ligaturée pour provoquer un infarctus, après la pose d’un cathéter dans la veine jugulaire, sur des rats ensuite perfusés une à six heures. 447 rats mâles vont être utilisés, dont 432 dans des procédures classées sévères, tous tués à l’issue. Le porteur indique que cette chirurgie entraîne une mortalité d’environ 20 % même avec une maîtrise du geste, mortalité qu’il intègre au calcul de ses effectifs, tout en affirmant que les conditions de soins seront « les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur ». Les cœurs sont prélevés après un cathétérisme intracardiaque mené sous anesthésie sans réveil, pour mesurer l’effet d’une perfusion de lactate de sodium sur l’inflammation.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’objectif de ce projet est de mettre au point un modèle animal en vue de l’évaluation de l’impact métabolique d’une perfusion de lactate de sodium sur la fonction cardio-vasculaire, l’inflammation au cours de l’IR myocardique. L’Infarctus du myocarde représente un enjeu thérapeutique majeur puisqu’il touche environ 80 000 personnes et est responsable de 12 000 décès en France chaque année. Des travaux précédents ont montré qu’en situation de stress les corps cétoniques et le lactate constituent les principaux métabolites du myocarde. Ainsi, il a été montré chez des patients en insuffisance cardiaque qu’une perfusion d’hydroxybutyrate (corps cétonique) améliorait l’hémodynamique ; de plus, des travaux de notre laboratoire sur un modèle de sepsis ont mis en évidence les effets bénéfiques d’une perfusion de lactate de sodium sur la fonction cardiovasculaire, l’inflammation et la production de corps cétoniques. L’objectif de ce projet est donc d’effectuer une étude sur l’impact d’une perfusion curative de lactate de sodium sur un modèle d’ischémie-reperfusion par des approches in vivo et ex vivo.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le traitement de l’infarctus du myocarde représente un enjeu thérapeutique majeur puisqu’il touche plus de 80 000 personnes et serait responsable de 12 000 décès en France chaque année, constituant la première cause de décès par cause cardiovasculaire. Ce projet permettra de fournir des résultats préliminaires pour une meilleure prise en charge thérapeutique des patients atteint d’un infarctus du myocarde grâce à la meilleure compréhension des mécanismes pathologiques afin de réduire l’incidence de l’insuffisance cardiaque chez des patients ayant fait un infarctus du myocarde.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux des deux procédures subiront une procédure chirurgicale visant à un poser un cathéter jugulaire droit et à l’induction d’une ischémie reperfusion myocardique induite par ligature coronaire. Les animaux seront perfusés pendant 1 à 6h avec les différentes solutions d’intérêt. Les protocoles invasifs (cathétérisme intracardiaque, les prélèvements d’organes) seront réalisés sur des animaux anesthésiés et seront sans réveil.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les deux procédures sont classées sévères. La chirurgie visant à induire une ischémie par ligature coronaire puis une reperfusion entraine un taux de mortalité d’environ 20%. Tous les animaux subiront deux anesthésie (gazeuse puis intrapéritonéale). Comme décrit dans la littérature la ligature coronaire est une chirurgie qui entraine un taux de mortalité important même avec une maitrise du geste.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Pour les deux procédures les animaux seront mis à mort à l’issue de chaque série d’expérimentations, du fait des prélèvements d’organes et notamment du coeur.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Ce projet a pour but de caractériser un modèle d’ischémie reperfusion myocardique pour évaluer l’impact métabolique du lactate de sodium. Le modèle expérimental consiste en la ligature de l’artère coronaire gauche proximale chez des rats, dans des conditions de physiologie et de physiopathologie intégrées. L’utilisation de cellules ou de modèles expérimentaux ex vivo est par conséquent inadéquate pour répondre de façon pertinente aux questions posées dans le cadre de ce travail.
2. Réduction
Pour réduire au maximum le nombre d’animaux nécessaires à cette étude, nous avons constitué des procédures permettant autant que possible la réalisation séquentielle de mesures. En effet, les animaux subiront une échocardiographie, puis une de la courbe pression-volume du ventricule gauche et enfin un prélèvement du cœur à visée histologique. De plus, nous avons réalisé des tests statistiques appropriés pour calculer le nombre de rats nécessaires afin de détecter une différence de 10 %. Les groupes de N=8 sont nécessaires pour atteindre la significativité statistique au vu du taux de mortalité attendu lié à la procédure chirurgicale. Les groupes de N=5 pour la série 4 seront nécessaires car un taux de mortalité proche de 0 est attendu. De plus les données obtenues chez les animaux de cette série (Sham) seront réutilisés comme témoins dans la seconde procédure afin de limiter le nombre d’animaux.
3. Raffinement
Les animaux seront maintenus avec un environnement contrôlé et stabilisé. 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 plusieurs fois par jour durant toute la durée du protocole expérimental, ce qui permettra de déceler un éventuel signe de souffrance. Les rats perdant plus de 15% de leur poids seront euthanasiés. Pendant la chirurgie, nous injectons une solution saline en sous- cutanée pour maintenir l’hydratation de nos animaux. Un traitement analgésique en préopératoire et en pré et post-opératoire, soit immédiatement après la chirurgie est réalisé suivi d’une injection toutes les 12h pendant toute la durée du protocole. Nous allons dans ce projet utiliser 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.
Les expériences in vivo, ne peuvent pas être remplacées par des études in-vitro à cause de la complexité de la pathogenèse des processus conduisant à l’ischémie-reperfusion, qui nécessite des études fonctionnelles et physiopathologiques sur un modèle intégré. Ainsi, les procédures expérimentales ne peuvent être remplacées par d’autres méthodes expérimentales n’impliquant pas l’utilisation d’animaux vivants et susceptibles d’apporter le même niveau d’information. Les rats mâles Wistar adultes (environ 400g) d’environ 10 semaines seront utilisés pour induire une ischémie myocardique par ligature de l’artère coronaire gauche proximale. Ce poids et cet âge sont justifiés par l’abondance de la littérature sur ce modèle.