Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 02/06/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-275633)
Quarante-cinq minutes de chirurgie pour prélever un poumon sur 150 rats donneurs, deux heures pour le greffer sur 150 rats receveurs : 300 rats vont être utilisés, tous tués, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Les donneurs sont mis à mort avant le prélèvement du poumon, les receveurs trois jours après la greffe pour mesurer la dysfonction du greffon et la réponse immunitaire. Jusqu’à 90 d’entre eux reçoivent auparavant une injection de corticoïdes dans la veine de la queue quinze heures avant l’opération, et 30 une administration directe dans la trachée. Le porteur écrit que les effets indésirables de cette administration trachéale « ne sont pas bien connus » et qu’une difficulté à respirer au réveil est envisageable.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La transplantation pulmonaire est souvent le dernier espoir pour les personnes atteintes de graves maladies respiratoires. Malheureusement, même si de plus en plus de patients ont besoin de cette opération, les résultats restent décevants : seuls 60 % des patients sont encore en vie cinq ans après la greffe. L’un des grands problèmes est qu’un grand nombre de patients développent, dès les premiers jours après l’opération, un dysfonctionnement du nouveau poumon peut ensuite entraîner des complications à long terme. Les recherches récentes en immunologie montrent que le stress subi par les cellules pendant l’opération joue un rôle important dans l’échec du greffon. Ce stress déclenche une inflammation, la mort de certaines cellules et attire des cellules du système immunitaire qui peuvent endommager le nouveau poumon. Aujourd’hui, pour éviter ces réactions, les médecins injectent des corticoïdes (anti-inflammatoires puissantes) au patient juste après la chirurgie. Notre projet vise à aller plus loin : nous pensons qu’il serait encore plus efficace de traiter le donneur, avant la greffe, avec ces corticoïdes. Pour tester cette hypothèse, nous allons utiliser un modèle bien connu de greffe de poumon chez le rat. Nous allons comparer plusieurs méthodes : traitement du donneur vivant avant le prélèvement, ou traitement du poumon une fois prélevé, pendant une phase où il est maintenu en vie artificiellement grâce à une machine. Cette dernière méthode permet d’utiliser des doses de médicament plus fortes, sans risque pour le reste de l’organisme. Nous testerons aussi plusieurs types de corticoïdes : la forme classique, mais aussi deux nouvelles versions conçues pour cibler plus précisément les cellules responsables de l’inflammation.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet a pour but de montrer qu’un traitement du poumon du donneur, avant la greffe – soit directement sur le donneur (in vivo), soit sur l’organe une fois prélevé et maintenu en vie par une machine (ex vivo) – peut améliorer nettement les résultats de la transplantation. Le traitement réalisé sur le poumon en dehors du corps (ex vivo) pourrait être encore plus efficace, car il permet d’utiliser des doses plus fortes de médicaments anti-inflammatoires (corticoïdes) sans effets secondaires pour le reste du corps. Les résultats de ce projet pourraient ensuite servir à lancer une étude chez l’homme. Si les résultats sont positifs, cela pourrait changer les méthodes actuelles et grandement améliorer les chances de survie des patients greffés. Ce type de traitement pourrait aussi profiter à d’autres types de greffes, comme celles du rein, du foie ou du cœur. Ce projet permettra également de tester une approche innovante : l’utilisation de microparticules pour transporter les corticoïdes directement vers les cellules du système immunitaire responsables de l’inflammation. Les résultats de ce projet pourraient ouvrir la voie à un nouveau protocole de traitement des donneurs de poumons chez l’homme, et ainsi améliorer significativement la survie des personnes greffées. Enfin, ce travail représente une première en France : il permettra de mettre en place un modèle de greffe de poumon chez le rat, avec maintien de l’organe en vie en dehors du corps. Ce modèle pourra ensuite être utilisé pour tester d’autres traitements innovants, comme des thérapies cellulaires, géniques ou de nouveaux médicaments, et ainsi faire progresser encore davantage la médecine de la transplantation.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Toutes les procédures appliquées aux animaux seront effectuées sous anesthésie générale : -injection une seule fois sur les animaux donneurs sur une durée de 5 minutes, maximum 90 animaux -administration du meilleur traitement, une seule fois, sur une durée de 15 minutes, sur max. 30 animaux donneurs -chirurgie pour récupérer le poumon donneur, 1 seule fois, durée de 45minutes, sur les animaux donneurs, 150 animaux -chirurgie pour transplantation du poumon, 1 seule fois, animaux receveurs, durée de 2h, 150 animaux
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Pour les animaux donneurs : L’injection de médicament dans la veine de la queue est faite sous anesthésie générale 15h avant le prélèvement du poumon. Bien que la piqure n’induit pas une douleur ressentie pendant l’anesthésie, elle pourrait générer une douleur légère et passagère au réveil. Les effets indésirables dus à l’administration dans la trachée ne sont pas bien connus, on pourrait s’attendre a observer une difficulté à respirer après le réveil. Pour les animaux receveurs : Il est fréquent que les animaux aient un peu moins d’appétit pendant un ou deux jours après l’opération. Cela est souvent dû à l’anesthésie plus qu’à la chirurgie. Une cicatrice sur le thorax gauche peut, dans de rares cas, provoquer une gêne temporaire. Cette gêne disparaît généralement en 24 à 48 heures et n’empêche pas l’animal de manger ou de boire. Les problèmes respiratoires sont très rares, car l’autre poumon (le droit) continue de fonctionner normalement. Jusqu’à présent, aucune difficulté respiratoire n’a été observée dans les trois jours suivant la greffe. Enfin, une hémorragie interne pourrait survenir si les vaisseaux sanguins ne sont pas parfaitement refermés pendant l’opération. Des signes comme des saignements, une grande pâleur ou des difficultés à respirer seront surveillés de très près pendant la période de suivi de 3 jours post-transplantation. Une nuisance liée à l’hébergement individuel en post-greffe pourrait être générée, mais elle sera atténuée par le maintien de contacts visuels, auditifs et olfactifs avec les autres animaux.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux donneurs seront mis à mort avant la récupération du poumon (n=150). Les animaux receveurs seront mis à mort pour évaluer les paramètres biologiques de dysfonction primaire du greffon, l’inflammation, et la réponse immunitaire.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Aucune méthode ne permet d’évaluer l’effet de la transplantation pulmonaire en raison des effets complexe de la chirurgie (sections, sutures), et des réponses au stress de nombreux types cellulaires (cellules de la structure du poumon, cellules des vaisseaux, cellules immunitaires) qui sont issus du donneur et qui rencontrent les cellules étrangères du receveur venues par la circulation sanguine. Cette complexité n’est strictement pas modélisable in vitro. Seule cette méthode permettra d’apprécier l’effet du traitement du poumon donneur (in vivo et/ou ex vivo) sur l’issue clinique de la transplantation.
2. Réduction
Nous avons pris toutes les mesures possibles pour réduire le nombre d’animaux utilisés dans cette expérimentation. Cependant le nombre d’animaux par groupe ne doit pas être inférieur à 10, en raison de la nécessité d’obtenir des résultats fiables en tenant compte des variations inter-individus. Ce nombre est basé sur des expériences précédentes réalisées sur des porcs, sur l’expérience de nos collaborateurs, et des calculs d’estimation statistique.
3. Raffinement
L’état général des rats est surveillé quotidiennement : une fois par jour avant l’intervention, et trois fois par jour après la transplantation. Les animaux sont pesés avant l’intervention et trois jours après, au moment de l’euthanasie, ou plus fréquemment s’ils n’ont pas commencé à manger normalement. Un complément alimentaire hautement nutritif sera donné en post-transplantation et des hamacs chauffants seront installés dans les cages. Toutes les interventions sont réalisées de manière à réduire au maximum le stress et la douleur des animaux. Cela inclut l’anesthésie, la gestion de la douleur pendant et après l’opération, ainsi que l’utilisation de coussin ou de lampes chauffantes pendant la chirurgie. Un suivi systématique est mis en place pour évaluer la douleur des animaux et leur fournir des traitements appropriés. Des contrôles réguliers sont effectués pour minimiser la douleur, avec des évaluations trois fois par jour après l’opération. . Des points limites sont définis pour évaluer les paramètres de suivi, permettant ainsi de minimiser la douleur animale. Ces évaluations sont consignées sur des fiches de suivi pour chaque animal.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le rat est une espèce animale de référence pour la transplantation pulmonaire. C’est également un modèle animal utilisé pour analyser la réponse biologique du poumon à la perfusion et pour évaluer l’effet du traitement chez le donneur directement. Il permet aussi d’employer des animaux dont la génétique est mieux maitrisée que celle du porc, ainsi que des animaux consanguins (tous les donneurs sont du même type génétique, tous les receveurs sont d’un autre type génétique). Le modèle rat est désormais maîtrisé et a été validé par plusieurs équipes internationales. Les animaux seront utilisés à l’âge de 70 à 85 jours, lorsqu’ils auront atteint un poids minimal de 300 g, suffisant pour garantir un développement adéquat des vaisseaux sanguins permettant la réalisation des sutures vasculaires. Les animaux seront utilisés à l’âge de 70 à 85 jours, lorsqu’ils auront atteint un poids minimal de 300 g, suffisant pour garantir un développement adéquat des vaisseaux sanguins permettant la réalisation des anastomoses vasculaires.