Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 16/01/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-392158)
10 cochons vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un dispositif destiné à remplacer la chirurgie de l’obésité leur est implanté par chirurgie abdominale de deux à trois heures, suivie d’examens radiographiques, de prélèvements sanguins et d’une endoscopie sur un mois. Le porteur décrit des douleurs postopératoires et une série de complications possibles, lésions digestives, infection, obstruction ou déplacement du dispositif. Tous les animaux sont tués à la fin pour inspecter et prélever les organes autour du dispositif, le porteur invoquant la proximité du système digestif du cochon avec celui de l’humain.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’objectif du projet est de développer un dispositif médical qui serait une alternative à la chirurgie bariatrique (traitant l’obésité) : la solution serait simple, au moins aussi efficace que la chirurgie et minimisant les complications associées, délivrée par la bouche (en endoscopie) et placée dans le tube digestif. Le traitement de l’obésité est un enjeu important de la santé dans le monde. C’est pourquoi trouver une solution aussi efficace et moins invasive que la chirurgie pour le patient permettra une baisse du taux d’obésité. Afin de mener à bien ce projet, l’approche suivante est à l’étude : la première partie de l’intestin grêle est recouverte d’un revêtement non-perméable (la chaussette) qui empêche le mélange gastrique d’être absorbé par les muqueuses intestinales. Cette chaussette a un point d’ancrage entre l’estomac et l’intestin (le pylore). Une première phase de test a été réalisée sur un modèle in vitro. Cette phase animale (tests in vivo) a pour objectif de développer un dispositif avec la simulation des phénomènes physiologiques attendus chez les patients humains : nous testerons dans un premier temps la sécurité en se limitant au positionnement directement dans la région de l’estomac. Cela nous permettra de collecter des données d’utilisation, de prouver l’absence de dangerosité du dispositif et potentiellement de performances (ralentissement de la vidange gastrique) sur l’approche mentionnée ci-dessus.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
L’obésité est définie comme une présence anormale ou excessive de tissu adipeux représentant un risque pour la santé. Ce problème est devenu épidémique avec près de 4 millions de personnes décédant de comorbidités liées au surpoids et à l’obésité chaque année. D’après l’Organisation Mondiale de la Santé, près de 39 % des adultes dans le monde, représentant près de 1,9 milliards de personnes, étaient en surpoids en 2016. On estime aujourd’hui que plus de 700 millions de personnes souffrent d’obésité. Bien que l’efficacité de la chirurgie qui traite l’obésité (bariatrique) ne soit plus à démontrer, seul 1 % des patients éligibles décident de se faire opérer à cause du risque de complications sévères et des modifications anatomiques irréversibles. Et pour les solutions moins invasives, comme les ballons gastriques, elles sont aujourd’hui associées à une perte de poids limitée et temporaire. Ce projet est nécessaire pour le développement d’une solution endoscopique afin de traiter l’obésité de manière aussi efficace que la chirurgie bariatrique tout en minimisant les complications associées. En effet, il permettra de vérifier la sécurité et potentiellement l’efficacité des dispositifs testés.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Pour chaque porc et mini-porc : • implantation du dispositif par chirurgie abdominale sous anesthésie générale (2-3 h), 1 fois au total • Pour chaque session de suivi (J2, J7, J15 et J30) sous anesthésie générale : o Réalisation d’un examen radiographique prenant 45 min, soit 4 au total o Réalisation de prélèvement sanguin prenant environ 2-3 min, soit 4 au total o L’examen endoscopique (camera passant par la bouche permettent de visualiser le dispositif +muqueuse de l’estomac) n’est réalisée que pour le suivi à J30 et prend 30 min, 1 fois au total.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les effets indésirables attendus résident surtout dans la douleur suite au placement du dispositif. Néanmoins, la littérature décrit une série de complications éventuelles : • Lésion du système digestif • Infection avec ou sans fièvre ; • Complications associées aux interventions par endoscopie ; • Obstruction gastrique ou intestinale ; • Déplacement ou rotation du dispositif implanté ; • Carence en vitamines et minéraux ; • Trouble du transit ; • Réaction inflammatoire locale des tissus ; Notre protocole prévoit de surveiller et anticiper ces complications.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue de chaque procédure, les animaux seront mis à mort. Pour comprendre l’impact du prototype et statuer sur sa sécurité, il est nécessaire d’inspecter, d’examiner et photographier les zones entourant le dispositif incluant les muqueuses et les organes. Suivant le déroulé de l’étude, des prélèvements d’organes pourront être effectués (duodénum et autres organes), pour observations macroscopiques et analyses histologiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Ce projet vise à confirmer l’adéquation du dispositif en cours de développement avec le système digestif. Avant d’initier ce projet, des essais sur cadavres humains et sur carcasses d’animaux ont été effectués afin de simuler la procédure et confirmer l’adéquation des dimensions sélectionnées pour les prototypes en cours de développement De plus, des essais in vitro ont été réalisés en laboratoire afin de simuler le déploiement du dispositif ainsi que son comportement lors de contraintes mécaniques simulant le péristaltisme. Des premiers essais pour valider la sécurité ont été menés sur animaux vivants. Les tests de cette présente demande d’autorisation de projet s’inscrivent dans la continuité de ces tests en évaluant de nouveaux prototypes. Néanmoins, la complexité et l’adaptabilité du système digestif limitent notre capacité à simuler l’environnement exact. Le dispositif étant à visée clinique, il est nécessaire d’obtenir des données dans ses conditions réelles d’utilisation, ainsi l’utilisation d’un organisme complet et vivant est indispensable notamment pour le suivi post-implantation. Notre stratégie prévoit d’utiliser un maximum de 10 porcs ou mini-porcs pour la totalité du projet (phase de preuve de concept). Nous fonctionnons pas à pas, et le projet sera arrêté si chaque session ne permet pas d’obtenir les résultats escomptés.
2. Réduction
Avant d’effectuer cette étude de preuve de concept, plusieurs études incluant une étude pilote ont été réalisées en utilisant un nombre réduit d’animaux. Ces études précédemment réalisées nous ont permis d’obtenir des estimations de l’effet et de la variation qui peuvent servir à calculer la taille de l’échantillon d’études plus importantes. Cette phase de preuve de concept sera effectuée en utilisant un nombre réduit d’animaux jusqu’à la preuve de concept démontrée. Après chaque étude, la décision sera prise de: • passer à la phase suivante (nécessitant une nouvelle demande de projet), si le dispositif est bien toléré et les données obtenues sont concluantes, notamment : paramètres cliniques acceptables, tolérances locales macroscopique et microscopique acceptables, troubles digestifs acceptables, absence d’obstruction gastrique, absence de déplacement significatif du dispositif médical implanté. OU • relancer une étude afin d’améliorer les caractéristiques du dispositif, si celui-ci ne répond pas aux attentes. Cette étape permettra de réduire le nombre d’animaux utilisé jusqu’à démontrer la preuve de concept.
3. Raffinement
Porcs/mini-porcs seront hébergés sur litière en copeaux afin de leur permettre d’exprimer leur comportement de fouissage (besoin éthologique propres à l’espèce). Des enrichissements du milieu (jouets en caoutchouc) sont mis à disposition pendant l’étude (incluant la période de mise à jeun pré-chirurgicale). Les animaux auront un patch de fentanyl 3 jours après la chirurgie, ce qui nécessitera un isolement temporaire individuel afin qu’ils ne puissent pas se l’arracher entre eux, voire l’ingérer et risquer une overdose. Pour compenser cet isolement, les animaux seront hébergés dans des box attenants avec contact olfactif et visuel et la température de la salle d’hébergement sera augmentée à 21± 2°C (au lieu de 19°C). Les porcs sont ensuite replacés ensemble pour le reste de l’étude. Les animaux suivront aussi un programme de socialisation : en plus du contact avec leurs congénères, un contact quotidien avec l’humain permettra de les habituer et réduire le stress lors de manipulation/geste technique. Le suivi quotidien des animaux et les pesées hebdomadaires sont assurés par le personnel technique et animalier habilité à travailler avec ces animaux. Tout acte douloureux ou fortement stressant sera réalisé sous sédation/anesthésie (locale ou générale selon les besoins). La douleur sera prise en charge par l’administration de traitements analgésiques adaptés: AINS et/ou morphiniques. En cas de perte de poids importante se rapprochant des 20 %, les rations pourront être enrichies avec une solution de nutrition entérale hyperénergétique. Pour tous, les laparotomies seront systématiquement effectuées sous anesthésie, avec une analgésie per-opératoire et une analgésie post-opératoire. Au cours de l’étude, une série d’examens sera effectuée afin de détecter les signes de douleur.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le Porc est l’espèce animale la plus étudiée dans la littérature pour la chirurgie bariatrique. En effet, elle possède de grandes similarités avec les humains au niveau du système gastro-intestinal en termes de dimensions et de physiologie. Nous utiliserons également le modèle mini-porc qui, contrairement aux porcs fermiers qui sont souvent pris en charge jeunes et donc grandissent jusqu’à des poids et tailles importantes, sont étudiés adultes : leur poids dépassera rarement 70-80 kg et permettra une gestion plus facile si l’étude se poursuit après 1 mois. Ainsi en fonction du dispositif testé, le modèle animal qui sera choisi sera celui qui, par son âge lié à son évolution de poids, sera le plus approprié. Pour les porcs et mini-porcs, le critère de sélection principal sera le poids (environ 60-80 kg pour les porcs et 50-70 kg pour les mini-porcs) afin d’avoir des correspondances anatomiques similaires à celles observées en clinique. Cela correspondra à des animaux adolescents (pour les porcs fermiers) et adultes pour les mini-porcs.