Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 15/04/2022
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-252809)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’objectif de cette étude est : (1) de mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires responsables de l’évolution de l’ostéoradionécrose (ORN) et (2) de mettre en place de nouvelles stratégies thérapeutiques afin de réduire, voire traiter la maladie en utilisant un modèle animal de rat développant des lésions osseuses radio-induites similaires à celles observées chez les patients
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Suite à une radiothérapie pour traiter un cancer des Voies Aéro-Digestives Supérieures (VADS), une ostéoradionécrose (ORN) peut survenir chez certains patients (5%) principalement au niveau de la mandibule. Le développement de l’ORN, qui correspond à une mort de l’os causée par les irradiations est une complication tardive de la radiothérapie parmi les plus redoutée par les cliniciens car elle peut engager le pronostic vital du patient. Il s’agit d’un processus lent, qui ne guérit pas spontanément. Les différents processus cellulaires et moléculaires induisant une ORN ne sont pas complètement élucidés. Au niveau clinique, l’ORN se caractérise par une nécrose chronique et douloureuse associée à une perte et une déformation osseuse permanente. Aujourd’hui aucun traitement curatif n’est disponible. Le traitement de référence est la chirurgie avec une greffe osseuse autologue sur un site ectopique. Nous avons développé dans un projet précédent un modèle animal d’ORN mandibulaire chez le rat Lewis, induisant des lésions similaires à celles observées chez les patients. Les investigations menées sur ce modèle dans le cadre de ce projet nous permettront : – Le développement des connaissances de la physiopathologie de l’ORN et – La mise en place de nouveaux traitements et l’évaluation de leur efficacité. A terme ce projet permettra une meilleure prise en charge des patients.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Tous les animaux sauf les témoins non irradiés subiront une irradiation localisée de la mandibule inférieure gauche sous anesthésie (durée 15 min) ; puis à une extraction dentaire (molaire médiane de la mandibule gauche), 3 semaines après sous anesthésie générale (durée 30 min). Les animaux témoins de subiront que l’extraction dentaire. Des scanners au micro-CT seront réalisés sous anesthésie isoflurane (durée environ 5 min). Les incisives supérieures seront coupées à l’aide d’une fraise de dentiste sous anesthésie gazeuse, toutes les 3 semaines (durée de la procédure environ 5 min en tout). En fin de procédure, les animaux seront anesthésiés, puis perfusés avec du sulfate de baryum (durée 15 min).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Suite à l’irradiation de la mandibule et l’extraction dentaire, les animaux auront du mal à s’alimenter et vont perdre du poids au cours des 3 premières semaines. Pour pallier ce déficit, les animaux seront nourris avec de l’aliment hyper-énergétique mou. Cependant cette alimentation molle ne permettra pas l’usure des incisives supérieures qui poussent continuellement chez les rongeurs. Pour cela les incisives seront coupées toutes les 3 semaines environ. Il est également possible que des lésions à la peau soient observées : dans ce cas de la vétédine sera appliquée pour éviter toute surinfection.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux seront euthanasiés, les mandibules seront prélevées pour des analyses histologiques ou moléculaires.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le développement des lésions osseuses nécessite l’interaction entre différents compartiments tissulaires (vasculaire, muqueux, inflammatoire et osseux), conditions retrouvées chez le modèle animal vivant. A ce jour, il n’existe pas d’alternative au modèle animal pour étudier les processus physiopathologiques de l’ostéoradionécrose mandibulaire ni la mise en place de procédure de traitements.
2. Réduction
Les modèles d’expérimentation pour l’étude tardive des lésions radio-induites sont fortement influencés par la physiologie. Dans le but d’effectuer des tests statistiques paramétriques sur les analyses histologiques (mesure de volume osseux), vasculaires et d’expression génique, des groupes de 16 animaux pour chaque technique sont nécessaires. Des tests statistiques seront réalisés afin de comparer tous les groupes entre eux : one- way ANOVA suivi d’un test de Tukey. Afin d’avoir des résultats robustes, nous avons identifié 3 techniques d’analyses différentes et complémentaires pour étudier la physiopathologie et le bénéfice thérapeutique des traitements. L’utilisation du scanner in vivo nous permet d’utiliser le même groupe d’animaux pour l’analyse au cours du temps du volume osseux et l’histologie.
3. Raffinement
Différentes mesures spécifiques sont prises pour réduire au maximum l’impact sur le bien-être des animaux – Diminution de la dose d’irradiation afin d’avoir développement des lésions attendues – Hébergement en groupe (4 animaux par cage duplex « Double Decker ») avec enrichissement (bâtons de bois et tunnel rouge) – Alimentation : les animaux sont nourris avec un aliment mou et hyperproteiné et mise à disposition de croquettes directement dans la cage – Suivi des animaux : Observation des animaux tout au long de l’expérimentation, pesée 2 fois par semaine, coupe des incisives supérieures toutes les 3 semaines – Douleur : Traitement à la buprénorphine après l’irradiation, avant et après l’extraction dentaire – Soin des lésions cutanées à la vétédine – Chirurgie dentaire : Utilisation d’anesthésiques spécifiques pour l’extraction dentaire : myorelaxation et sédation profonde suivi d’une réversion permettant un réveil très rapide des animaux. – Utilisation d’une plaque chauffante et de de gel oculaire pendant la chirurgie – Utilisation d’enceintes de réveil chauffées pour les phases d’endormissement et de réveil, – Réalisation de la chirurgie par des personnes compétentes et formées, avec du matériel adapté aux gestes et aux animaux
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Chez l’homme, l’extraction dentaire est un des facteurs qui favorise le développement de l’ostéoradionécrose mandibulaire. Le rat est un animal de taille suffisante pour permettre cette extraction et permettre des approches de médecine régénératrice par comblement local. Pour reproduire la pathologie humaine, des animaux au stade jeune adulte seront utilisés afin qu’ils aient un poids suffisant pour « résister » aux séquelles des irradiations.