Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 09/01/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-364852)
168 rats vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance modéré et sévère. Ils subissent une chirurgie d’implantation d’une sonde de télémétrie, des gavages et des injections, une partie recevant de la morphine pendant neuf jours, pour étudier la toxicité respiratoire de la gabapentine seule ou associée à des dépresseurs du système nerveux. Le porteur indique que ces molécules peuvent provoquer une sédation allant jusqu’au coma, une hypothermie et une dépression respiratoire. Il justifie l’étude par l’usage détourné croissant de la gabapentine et affirme que la fonction respiratoire intégrée ne peut être évaluée in vitro.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Notre objectif global est de mieux comprendre les besoins non satisfaits des personnes atteintes de cancer et souffrant de douleurs chroniques neuropathiques, ainsi que les mécanismes de toxicité liés à la surconsommation ou à l’association des traitements habituellement utilisés (dont les gabapentinoïdes). Du fait de l’augmentation du taux de prescription de la gabapentine, notamment pour les douleurs neuropathiques, et de son usage illicite dans le monde et surtout aux Etats-Unis, ainsi que la tendance émergente de son association aux dépresseurs du système nerveux central, les inquiétudes sont de plus en plus grandes vis-à-vis de sa toxicité et de ses mécanismes. Même à doses thérapeutiques, les effets respiratoires de ces composés associés représentent un risque important pour les utilisateurs pouvant même aller jusqu’à engager leur pronostic vital. Les objectifs de notre étude sont ainsi de caractériser par une approche préclinique chez le rat, les effets neuro-respiratoires induits par l’administration de gabapentine seule, ou en association avec les dépresseurs du système nerveux central selon une approche pharmacocinétique/pharmacodynamique. Et dans un second temps, d’évaluer le potentiel de la gabapentine vis-à-vis d’une levée de la tolérance respiratoire suite à une administration prolongée d’opioïdes. La tolérance respiratoire est un processus d’adaptation de l’organisme caractérisé par une diminution des effets respiratoires produits par la même dose d’opioïde après un usage prolongé. La levée de tolérance respiratoire induit par la gabapentine pourrait donc expliquer la toxicité de ce traitement.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les résultats de ce projet permettront de caractériser les mécanismes de toxicité et les effets neuro-respiratoires induits par l’administration de la gabapentine seule ou en association avec d’autres dépresseurs du système nerveux central, et ainsi de mieux comprendre les mécanismes pharmacocinétiques et pharmacodynamiques des interactions entre les gabapentinoïdes et les psychotropes étudiés que l’on retrouvent de plus en plus fréquemment dans les intoxications, en particulier chez les patients souffrants de douleurs chroniques neuropathiques et plus à risque de surconsommation médicamenteuse, et ainsi alerter, prévenir et proposer des stratégies de prise en charge de ces effets toxiques ayant des conséquences potentiellement fatales.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Pour les animaux inclus dans l’une des 4 procédures: Injections intrapéritonéales pour l’anesthésie (2 injections de chacune 5-10 secondes) + chirurgie (20 à 30 mins) + administration par gavage de molécule (1 gavage; 30 secondes – 1 minute) et 1 injection sous-cutanée de substances (1 injection : 5 -10 secondes). De plus, pour les animaux de la procédure 2 : prélèvements de sang (23 prélèvements ; 1 prélèvement durant 30 secondes). Les animaux de la procédure 4 seront soumis en plus à : Injections intrapéritonéales de morphine (2 injections/jour pour 9 jours, soit 18 injections durant chacune entre 5-10 secondes)
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
On s’attend à la suite de l’administration des différentes molécules à des effets indésirables pouvant aller d’une légère sédation jusqu’à un coma, une hypothermie et une dépression respiratoire. Les injections et les prélèvements sanguins induisent une douleur légère. Un stress lié au gavage avec risque de fausse route, quoi que rare, est à prendre en compte. De plus, suite à la chirurgie permettant l’implantation la sonde de télémétrie pour la procédure d’électromyographie, les rats seront hébergés en cage individuelle jusqu’à récupération post-chirurgicale complète pouvant être à l’origine d’un certain stress.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
La réutilisation des animaux est impossible en raison de la récupération post-mortem de l’appareillage de télémétrie ou de l’atteinte d’un point limite requérant la mise à mort des animaux.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’ensemble des procédures ne sont pas remplaçables par des expériences in silico ou in vitro, en raison d’une approche physiopathologique de la fonction respiratoire intégrée sur animal entier ainsi que de la pharmacocinétique dont les différentes phases ne peuvent être évaluées dans leur intégralité que par l’utilisation d’animaux.
2. Réduction
La taille des groupes expérimentaux (6 animaux/groupe) a été prédéterminés à l’aide de tests de puissance afin de permettre l’analyse des résultats entre les différents groupes expérimentaux en utilisant un test non paramétriques pour s’assurer de leur validité et l’atteinte du seuil de significativité fixé à 5%. De plus, à l’aide d’une technique de dosage sur microprélèvements, les prélèvements sanguins pour la mesure des gaz du sang artériel et la pharmacocinétique s’effectueront sur le même animal. Enfin, en cas de l’absence d’effets ventilatoires significatifs suite à l’administration concomitante de certains traitements en pléthysmographie corps-entier, ces associations médicamenteuses ne seront pas étudiées en gaz du sang, ni en électromyographie, dans le but de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés.
3. Raffinement
Pour améliorer leur bien-être, les animaux sont hébergés en groupes sociaux dans des cages contenant des bâtonnets et des bandelettes de papier kraft à titre d’enrichissement. La surveillance quotidienne des animaux sera assurée par un personnel qualifié, et des points limites spécifiques adaptés aux différentes procédures seront mis en place pour détecter et réduire toute souffrance ou douleur. Si nécessaire, des analgésiques seront administrés, tout en veillant à ne pas perturber le déroulement de l’expérience. En cas de besoin, des procédures réglementaires de mise à mort anticipée seront appliquées. Toutes les interventions chirurgicales prévues dans ce projet seront réalisées sous anesthésie générale et accompagnées d’une gestion adéquate de la douleur pendant la période péri-opératoire. De plus, une ouate en silicone sera utilisée après la chirurgie pour favoriser une meilleure cicatrisation et une prise en charge plus rapide en cas de saignement. Enfin, l’étude pharmacocinétique sera réalisée à l’aide de microprélèvements dans le but de réduire au maximum le volume sanguin à prélever.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le rongeur, et plus spécifiquement le rat, est le modèle de référence dans le domaine de la toxicité respiratoire, notamment du fait de sa physiologie respiratoire qui est très proche de la physiologie humaine. De plus, son métabolisme est très semblable à celui de l’Homme, ce qui facilitera les études pharmacocinétiques. Des rats âgés de 6 à 9 semaines seront utilisés dans le but de pouvoir faire l’analogie avec les expériences déjà faites au sein du laboratoire et les articles publiés dans la littérature, la population jeune étant la plus affectée par les problèmes de mésusage de substances.